AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi
Yıl: 2022 Cilt: 8 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 74 - 88 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.30855/gmbd.2022.01.07 İndeks Tarihi: 29-07-2022
AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi
Öz: Bu çalışmada, kesici takım yükseklik ayarının iş parçasının tornalamasında oluşan kesme kuvvetlerine etkisi araştırılmıştır. CNC Torna tezgahında, AISI304 paslanmaz çelik malzemesinin tornalamasına yönelik deneyler yapılmıştır. Deneylerde, negatif kesme açısına sahip çok katmanlı kaplanmış (MT/TiCN/Al2O3/TiN) karbür uçlar kullanılmıştır. Karbür uçlar, iş parçası ekseninde (0 mm), iş parçası ekseninden yukarıda (+0.5 mm) ve iş parçası ekseninden aşağıda (-0.5 mm) olmak üzere üç farklı seviyede bağlanarak denenmiştir. Uygulamalarda, üç farklı kesme hızı (100, 150 ve 225 m/dak), üç farklı ilerleme (0.15, 0.25 ve 0.35 mm/dev), üç farklı kesme derinliği (0.8, 1.3 ve 2 mm) ve iki farklı kesici uç yarıçapı (0.4 ve 0.8 mm) kesme parametresi olarak alınmıştır. Kesme kuvvetleri (Fx, Fy, Fz) standart bir dinamometre ile anlık olarak ölçülmüştür. Ölçülen kesme kuvvetleri üzerinde kullanılan deney parametrelerinin etkisinin belirlenmesi için Taguchi ve ANOVA analizleri gerçekleştirilmiştir. Değerlendirme sonucunda, kesme kuvvetlerinin artışında en büyük etkiye sahip parametrelerin talaş derinliği ve ilerleme hızı olduğu anlaşılmıştır. Kesici takımın, iş parçası ekseninde ve iş parçası ekseninden yukarıda ayarlanması durumlarında kesme kuvvetlerinde fark düşük olurken, aşağıda ayarlanmasının kesme kuvvetlerini arttırdığı gözlemlenmiştir. Deneylerde talaş derinliği ve ilerleme hızı arttıkça kesme kuvvetlerinde kesici takım yükseklik ayarının etkisi artmıştır.
Anahtar Kelime: Analysis By Taguchi And ANOVA Methods For The Effect Of The Cutting Tool Height Adjustment On Cutting Forces In Turning AISI304 Stainless Steel Material
Öz: In this study, the effect of the height adjustment of the cutting tool on the cutting forces in turning was investigated. Experiments for turning of AISI304 stainless steel material were carried out on a CNC lathe by using carbide inserts that were coated multilayer (MT/TiCN/Al2O3/TiN ) and manufactured with negative cutting angle (-70). The cutting tools were tested for three different levels: at the part axis (0 mm), above of the part axis (+0.5 mm), and at below of the part axis (-0.5 mm). Moreover, three different cutting speeds (100, 150 and 225 m/min), three different feeds (0.15, 0.25 and 0.35 mm/rev), three different depths of cut (0.8, 1.3 and 2 mm) and two different insert radius (0.4 and 0.8 mm) were considered into experiments. Then, cutting forces (Fx, Fy, and Fz) were measured with a standard dynamometer. Taguchi and ANOVA analysis were done to figure out the effect of the setting of the cutting tool height on the cutting forces. As a result of the evaluation, the parameters that are the depth of cut and the feed rate were identified the major effect on the cutting forces. Furthermore, it is seen that the cutting forces were obtained lower when the cutting tool is adjustment at the part axis and above of the part axis. Otherwise, the cutting forces were measured higher, while the setting the height of cutting tool is at below of the part axis.As the depth of cut and feed rate increased in the experiments, the effect of cutting tool height adjustment on cutting forces also increased.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- [1] M. Akkurt, Talaş Kaldırma Yöntemleri ve Takım Tezgahları: Tornalama. İstanbul: Birsen Yayınevi, 2000, pp. 91-93.
- [2] T. Ma, “A Height Adjustable Tool Holder,” Applied Mechanics an Materials, vol. 496, no. 500, pp. 873-876, 2014. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.496-500.873
- [3] S. Lata and Hitesh, ‘‘A Design Insight for Substitution of Metal Shims with Reverse Engineered Element in Tool Post for Alignment of Tool-Work Center,’‘ European Journal of Engineering Science and Technology, vol. 3, no. 1, pp. 114-129, 2020. doi:10.33422/ejest.v3i1.248
- [4] G. E. Thyer, Construction of machine tools: Computer Numerical Control of Machine Tools, Second edition, Oxford: ButterworthHeinemann, 1991, pp. 37-90.
- [5] M. Mori and M. Fujishima, “Sustainable Service System for Machine Tools,” in 2nd Int. Through-life Engineering Services Conf on Engineering Services., CIRP 11 2013, Nagoya, Japan, December 2013. A. Tiwari, 2013. Amsterdam: Elsevier, 2013. pp. 8-14.
- [6] M. A. Xavior, “Evaluating the machinability of AISI 304 stainless steel using alumina inserts” Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 55, no. 2, pp. 7, 2012.
- [7] S. Karaman, “Küresel Grafitli Dökme Demirlerin (GGG40, GGG50, GGG60, GGG70) Üretim Sürecinin ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üni. Edirne, Türkiye, 2011.
- [8]FARO Knowledge Base, “Technical Specification,” knowledge.faro.com, 2016. [Online]. Availabe:http://web.archive.org/web/20220221165714/https://downloads.faro.com/index.php/s/N95m3Hi8LZQw4FP. [Accessed: Aug. 10, 2021].
- [9] Akko, “Kesici Takım Kataloğu,” akko.com.tr, Jan. 01, 2021. [Online]. Available: https://www.akko.com.tr/download_dosya/akko-cutting-tools-2021-products-catalogue.pdf. [Accessed: Mar. 10, 2021].
- [10] D. R. Jana and T. Mandal, “Mathematical Calculation of Effects on Tool Setting on Tool Cutting Angle” in Proc. of the Int. MultiConf. of Engineers and Computer Scientists, IMECS 2008, Hong Kong, China, [Online]. Available: https://citeseerx.ist.psu.edu. [Accessed: 10 Jul. 2020].
- [11] Y. Kayır, S. Aslan ve A. Aytürk, “AISI 316Ti Paslanmaz Çeliğin Tornalanmasında Kesici Uç Etkisinin Taguchi Yöntemi ile Analizi,” Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 28, no. 2, pp. 363-372, 2013.
- [12] M. Günay, “AISI 316L Çeliğinin İşlenmesinde Takım Radyüsü Ve Kesme Parametrelerinin Taguchi Yöntemiyle Optimizasyonu,” Gazi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 28, no. 3, pp. 437-444, 2013.
- [13] G. Meral, M. Sarıkaya ve H. Dilipak, “Delme İşlemlerinde Kesme Parametrelerinin Taguchi Yöntemiyle Optimizasyonu,” Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 27, no. 4, pp. 332-338, 2011.
- [14] Saurabh, J. S. Jassi, A. Mohammad, D. P. Singh and H. Z. Jafri,”Machining Parameter Optimization Using Taguchi Approach” in 1st Int. Conf. on Futuristic trend in Computational Analysis and Knowledge Management, ABLAZE 2015, Haryana, India, [Online]. Available: https://ieeexplore.ieee.org. [Accessed: Jul. 12, 2020].
- [15] M. Yurdakul, S. Güneş and Y. T. İç, "Honlama Prosesinde Yüzey Kalitesinin Taguchi Metodu İle İyileştirilmesi," Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 31, no. 2, pp. 347-360, Jun. 2016. doi:10.17341/gummfd.40509
- [16] U. Şeker, “Kesici Takım Tasarımı Ders Notları,” Ankara: Gazi Üniversitesi, 2008.
- [17] Y. Altıntaş, Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design. New York: Cambridge University Press, 2012.
- [18] M. C. Shaw, Metal Cutting Principles. New York: Oxford University Press, 2005.
- [19] A. Duran ve A. Acır, “HSS Torna Kalemindeki Talaş Açısının Kesme Kuvvetlerine Etkisi,” Journal of Polytechnic, vol. 7, no. 3, pp. 211-215, 2004.
- [20] M. Günay, E. Aslan, İ. Korkut ve U. Şeker, “Investigation of the Effect of Rake Angle on Main Cutting Force,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 44, no. 9, pp. 953-959, 2004. doi:10.1016/j.ijmachtools.2004.01.015
- [21] M. Sekmen, ‘’Talaş Açısının Kesme Kuvvetleri ve Mekanik Gerilmeler Üzerindeki Etkilerinin Simülasyonu Ve Deneysel Olarak Doğrulanması,’’ Doktora Tezi, Gazi Üni., Ankara, Türkiye, 2013.
- [22] E. G. Thomsen, A. G. MacDonald and S. Kobayashi, ‘‘Flank Friction Studies With Carbide Tools Reveal Sublayer Plastic Flow,” Journal of Engineering for Industry, vol. 84, no. 1, pp. 53-62, 1962. doi:10.1115/1.3667438
- [23] S. Kobayashi and E. G. Thomsen, “The Role of Friction in Metal Cutting,” Journal of Engineering for Industry, vol. 82, no. 4, pp. 324-332, 1960. doi:10.1115/1.3664240
- [24] N. Altan Özbek, A. Çiçek, M. Gülesin ve O. Özbek, “AISI 304 ve AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliklerin İşlenebilirliğinin Değerlendirilmesi,” Journal of Polytechnic, vol. 20, no. 1, pp. 43-49, 2017. doi:10.31202/ecjse.67151
- [25] G. Basmacı, “AISI 316 Ti Paslanmaz Çeliklerin İşleme Parametrelerinin Optimizasyonu,” Academic Platform Journal of Engineering and Science, vol. 7, no. 1, pp. 6-3, 2018. doi:10.21541/apjes.422606
- [26] Y. Kayır ve A. Aytürk, “Investigation of Machinability Characteristics of AISI 316Ti Stainless Steel,” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 18, no. 1, pp. 61-71, 2012. doi:10.5505/pajes.2012.58076
- [27] Ö. Tekaslan, N. Gerger, M. Günay ve U. Şeker, “AISI 304 Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Titanyum Karbür Kaplamalı Kesici Takım İle Tornalama İşleminde Kesme Kuvvetlerinin İncelenmesi,” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 13, no. 2, pp. 135-144, 2007.
- [28] İ. Korkut, M. Kasap, İ. Çiftçi ve U. Şeker, “Determination of optimum cutting parameters during machining of AISI 304 austenitic stainless steel,” Materials and Design, vol. 25, no. 4, pp. 303-305, 2004. doi:10.1016/j.matdes.2003.10.011
- [29] F. Memiş ve Y. Turgut, “AISI 2205 Dubleks Paslanmaz Çeliğin CNC Torna Tezgahında İşlenmesinde Yüzey Pürüzlülüğü ve Kesme Kuvvetlerinin Deneysel Araştırılması,” Manufacturing Technologies and Applications, vol. 1, no. 1, pp. 22-33, 2020.
- [30] J. Hwang, E. HyounJeong, E.-S. Chung and S. Y. Liang, “Assessment of the Cutting Tool ing Effect on Turning Chatter,” Applied Mechanics and Materials, vol. 433, no. 435, pp. 2101-2106, 2013. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.433-435.2101
- [31] W. Chen, “Cutting Forces and Surface Finish When Machining Medium Hardness Steel Using CBN Tools,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 40, no. 3, pp. 455-466, 2000. doi:10.1016/S0890-6955(99)00011-5
APA | DEMiRER E, kayir y (2022). AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. , 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
Chicago | DEMiRER ERCAN,kayir yunus AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. (2022): 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
MLA | DEMiRER ERCAN,kayir yunus AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. , 2022, ss.74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
AMA | DEMiRER E,kayir y AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. . 2022; 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
Vancouver | DEMiRER E,kayir y AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. . 2022; 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
IEEE | DEMiRER E,kayir y "AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi." , ss.74 - 88, 2022. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
ISNAD | DEMiRER, ERCAN - kayir, yunus. "AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi". (2022), 74-88. https://doi.org/10.30855/gmbd.2022.01.07 |
APA | DEMiRER E, kayir y (2022). AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(1), 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
Chicago | DEMiRER ERCAN,kayir yunus AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8, no.1 (2022): 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
MLA | DEMiRER ERCAN,kayir yunus AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.8, no.1, 2022, ss.74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
AMA | DEMiRER E,kayir y AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 8(1): 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
Vancouver | DEMiRER E,kayir y AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 8(1): 74 - 88. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
IEEE | DEMiRER E,kayir y "AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi." Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8, ss.74 - 88, 2022. 10.30855/gmbd.2022.01.07 |
ISNAD | DEMiRER, ERCAN - kayir, yunus. "AISI304 Paslanmaz Çeliğin Tornalamasında Kesici Takım Yükseklik Ayarının Kesme Kuvvetlerine Etkisinin Taguchi Ve ANOVA Yöntemiyle Analizi". Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8/1 (2022), 74-88. https://doi.org/10.30855/gmbd.2022.01.07 |