Strenx 1100 Yapısal Çeliğinin MMY Destekli Frezelenmesinde Serbest Yüzey Aşınması Analizi

Strenx 1100 yapısal çeliği, deniz araçları ve ağır araçlar gibi önemli mühendislik uygulamalarında kullanılmasına olanak sağlayanbenzersiz malzeme özelliklerine sahiptir. Bu malzemeden üretilen parçaların yüzey bütünlüğü büyük önem taşıdığından, takım aşınmadurumunun da dikkate alınması gerekir. Uygulanabilir ve kolay ölçülebildiği için, takım serbest yüzey aşınması (VB) bu alanda yaygınolarak tercih edilir ve kalan takım ömrünü yansıtır. İşlenebilirlik özelliklerini iyileştirmek adına özellikle kesilmesi zor malzemeleriçin son zamanlarda işleme operasyonlarında minimum miktarda yağlama (MQL) uygulanmaktadır. Bu çalışma Strenx 1100 çeliğininMMY destekli frezelemesi sırasında serbest yüzey aşınması analizini ve deneylerini içerir. Kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliğideneysel plana dâhil edilmiş ve Taguchi L9 tasarımı benimsenmiştir. Ölçülen aşınma sonuçları 3 boyutlu yüzey grafikleri iledeğerlendirilmiş, varyans analizi (ANOVA) ve parametrelerin optimizasyonu sinyal / gürültü (S / N) oranına bağlı olarakgerçekleştirilmiştir. Buna göre, kesme hızı serbest yüzey aşınmasını yaklaşık% 53.2 oranında etkileyen ilk parametredir ve bunuyaklaşık % 35.77 ile ilerleme izlemektedir. S / N oranına bağlı parametrik optimizasyon, minimum serbest yüzey aşınması için kesmparametrelerinin birinci sırasının seçilmesi gerektiğini göstermektedir. Bu kapsamlı analiz, çok çeşitli kesme parametrelerininuygulanması sırasında sınırlamaları ortaya koyduğu için endüstrideki pratik uygulamalar için bir kılavuz niteliğindedir.

Tool Flank Wear Analysis for MQL Assisted Milling of Strenx 1100Structural Steel

Strenx 1100 structural steel has unique material properties enables to utilize in important engineering applications such as marine andheavy vehicles. Due to the surface integrity of the parts produced by this material is of paramount importance, tool wear conditionneeds to be considered as well. As being applicable and easy to measure, tool flank wear (VB) is widely preferred in the field andreflects the remaining tool life. Minimum quantity lubrication (MQL) has been preferred most recently in machining operationsespecially for the hard-to-cut materials to improve the machinability characteristics. This paper contains experiments and furtheranalysis of tool flank wear during MQL assisted milling of the Strenx 1100 steel. Cutting speed, feed rate and depth of cut wereincluded in the experimental plan and Taguchi L9 design was adopted. Measured wear results were evaluated with 3d surface plots,analysis of variance (ANOVA) and optimization of parameters were carried out depend on signal to noise (S/N) ratio. Accordingly,cutting speed is the first parameter affecting tool flank wear about 53.2% and followed by feed rate about 35.77%. Parametricoptimization depend on S/N ratio shows that first order of theall cutting parameters need to be selected for minimum tool flank wearwhich is observed on 3d graphs that the increase in the amount of wear with higher parameter levels. This comprehensive analysis is aguide for the practical applications in the industry as providing the limitations during applying a wide range of cutting parameters.

___

  • Al Bashir, M., Mia, M., & Dhar, N. R. (2018). Investigations on surface milling of hardened AISI 4140 steel with pulse jet MQL applicator. Journal of the Institution of Engineers (India): Series C, 99(3), 301-314.
  • Aslan, A. (2020). Optimization and Analysis of Process Parameters for Flank Wear, Cutting Forces and Vibration in Turning of AISI 5140: A Comprehensive Study. Measurement, 107959.
  • Astakhov, V. P. (2007). Effects of the cutting feed, depth of cut, and workpiece (bore) diameter on the tool wear rate. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 34(7), 631-640.
  • Bermingham, M., Sim, W., Kent, D., Gardiner, S., & Dargusch, M. (2015). Tool life and wear mechanisms in laser assisted milling Ti–6Al–4V. Wear, 322, 151-163.
  • Chandrasekaran, H., & M'Saoubi, R. (2006). Improved machinability in hard milling and strategies for steel development. CIRP annals, 55(1), 93-96.
  • Coromant, S. (1994). Modern metal cutting: a practical handbook: Sandvik Coromant.
  • Çetindağ, H. A., Çiçek, A., & Uçak, N. (2020). The effects of CryoMQL conditions on tool wear and surface integrity in hard turning of AISI 52100 bearing steel. Journal of Manufacturing Processes, 56, 463-473.
  • Davim, J. P. (2011). Machining of hard materials: Springer Science & Business Media.
  • Dong, P. Q., & Duc, T. M. (2019). Performance evaluation of MQCL hard milling of SKD 11 tool steel using MoS2 nanofluid. Metals, 9(6), 658.
  • Grzesik, W. (2008). Machining of hard materials. In Machining (pp. 97-126): Springer.
  • Gupta, M. K., Song, Q., Liu, Z., Sarikaya, M., Jamil, M., Mia, M., . . . Pimenov, D. Y. (2021). Environment and economic burden of sustainable cooling/lubrication methods in machining of Inconel-800. Journal of cleaner production, 287, 125074.
  • Günan, F., Kıvak, T., Yıldırım, Ç. V., & Sarıkaya, M. (2020). Performance evaluation of MQL with AL2O3 mixed nanofluids prepared at different concentrations in milling of Hastelloy C276 alloy. Journal of Materials Research and Technology, 9(5), 10386-10400.
  • Iqbal, A., Ning, H., Khan, I., Liang, L., & Dar, N. U. (2008). Modeling the effects of cutting parameters in MQLemployed finish hard-milling process using D-optimal method. Journal of materials processing technology, 199(1- 3), 379-390.
  • ISO 3685-1993(E). Tool life testing with single point turning tools. (1993). In.
  • Jang, D.-y., Jung, J., & Seok, J. (2016). Modeling and parameter optimization for cutting energy reduction in MQL milling process. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 3(1), 5-12.
  • Kechagias, J. D., Aslani, K.-E., Fountas, N. A., Vaxevanidis, N. M., & Manolakos, D. E. (2020). A comparative investigation of Taguchi and full factorial design for machinability prediction in turning of a titanium alloy. Measurement, 151, 107213.
  • Kıvak, T. (2014). Optimization of surface roughness and flank wear using the Taguchi method in milling of Hadfield steel with PVD and CVD coated inserts. Measurement, 50, 19-28.
  • Kuntoğlu, M., & Sağlam, H. (2019). Investigation of progressive tool wear for determining of optimized machining parameters in turning. Measurement, 140, 427-436.
  • Kurc-Lisiecka, A., Piwnik, J., & Lisiecki, A. (2017). Laser welding of new grade of advanced high strength steel STRENX 1100 MC. Archives of Metallurgy and Materials, 62.
  • Mia, M. (2018). Mathematical modeling and optimization of MQL assisted end milling characteristics based on RSM and Taguchi method. Measurement, 121, 249-260.
  • Muaz, M., & Choudhury, S. K. (2019). Experimental investigations and multi-objective optimization of MQLassisted milling process for finishing of AISI 4340 steel. Measurement, 138, 557-569.
  • Najiha, M. S., & Rahman, M. (2016). Experimental investigation of flank wear in end milling of aluminum alloy with waterbased TiO 2 nanofluid lubricant in minimum quantity lubrication technique. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 86(9), 2527-2537.
  • Niaki, F. A., & Mears, L. (2017). A comprehensive study on the effects of tool wear on surface roughness, dimensional integrity and residual stress in turning IN718 hard-tomachine alloy. Journal of Manufacturing Processes, 30, 268-280.
  • Sen, B., Gupta, M. K., Mia, M., Pimenov, D. Y., & Mikołajczyk, T. (2021). Performance Assessment of Minimum Quantity Castor-Palm Oil Mixtures in Hard-Milling Operation. Materials, 14(1), 198.
  • Sen, B., Mia, M., Mandal, U. K., Dutta, B., & Mondal, S. P. (2019). Multi-objective optimization for MQL-assisted end milling operation: an intelligent hybrid strategy combining GEP and NTOPSIS. Neural Computing and Applications, 31(12), 8693-8717.
  • Sen, B., Mia, M., Mandal, U. K., & Mondal, S. P. (2019). GEPand ANN-based tool wear monitoring: a virtually sensing predictive platform for MQL-assisted milling of Inconel 690. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 105(1), 395-410.
  • Siddhpura, A., & Paurobally, R. (2013). A review of flank wear prediction methods for tool condition monitoring in a turning process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 65(1-4), 371-393.
  • Singh, G., Gupta, M. K., Mia, M., & Sharma, V. S. (2018). Modeling and optimization of tool wear in MQL-assisted milling of Inconel 718 superalloy using evolutionary techniques. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 97(1), 481-494.
  • SSAB. (2021). https://www.ssab.com.tr/api/sitecore/Datasheet/GetDocume nt?productId=6A0A9E9AF58C4AA2A29FC15CA0CE2590 &language=en. .
  • Şahinoğullari, E., & Luş, H. M. (2021). Effect of Machining on the Surface Roughness of 31CrMoV9 and 34CrAIMo5 Steels After Nitriding. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi(21), 410-415.
  • Taguchi, G. (1987). System of experimental design; engineering methods to optimize quality and minimize costs. Retrieved from New York, America:
  • Tönshoff, H., Arendt, C., & Amor, R. B. (2000). Cutting of hardened steel. CIRP annals, 49(2), 547-566.
  • Umbrello, D., Micari, F., & Jawahir, I. (2012). The effects of cryogenic cooling on surface integrity in hard machining: A comparison with dry machining. CIRP annals, 61(1), 103- 106.
  • Zhang, S., Li, J., & Lv, H. (2014). Tool wear and formation mechanism of white layer when hard milling H13 steel under different cooling/lubrication conditions. Advances in Mechanical Engineering, 6, 949308.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kentsel Stres Kavramı ve Kentsel Stresi Azaltmak

Tolga KAYACAN, Ece ÖZMEN

Üniversite Web Sitesi Ana Sayfalarının KullanılabilirliğininDeğerlendirilmesi: Göz İzleme Yaklaşımı

Serhat PEKER, Gonca Gökçe Menekşe DALVEREN

Gün İçi Piyasası Elektrik Fiyat Tahmini için Eksik VerilerinTamamlanması

İlkay ÖKSÜZ, Salih GÜNDÜZ, Umut UĞURLU

İridyum Katkılı Grafen Yüzey Üzerinde $NH_3$ Ayrışma ReaksiyonununMekanistik İncelemesi: Yoğunluk Fonksiyonel Teori Yaklaşımı

Onur KARAMAN

Tabaka İle Örtülü Yarı Düzlemdeki Yüzey Dalgalarına TabakaKalınlığı ve Ön Gerilmelerin Etkisinin Tam Temas Koşulları Altındaİncelenmesi

Müslüm ÖZIŞIK

İnce Film Hidrasyon ve Mikrofluidizasyon Yöntemleri KullanılarakPolifenollerin Yüksek Verimle Nanokapsüllere Yüklenmesi

Mine GÜLTEKİN ÖZGÜVEN, Beraat ÖZÇELİK, Kadriye Nur KASAPOĞLU, Ceren GÜNGÖR, Esra Nur ERTÜRK

Pandemi Sürecinde Uzaktan Eğitim İle Yürütülen Teknik ResimDersine Dair Bir Değerlendirme: Çukurova Üniversitesi İç Mimarlık Bölümü Örneği

Kemal SAKARYA

Farklı Toprak Ordolarında Yetiştirilen Ayçiçeği Çeşitlerinin Verimve Bazı Bitki Özelliklerinin Belirlenmesi

Duygu BOYRAZ ERDEM, Ferruh Feza YILMAZ

Kesir Dereceli Sprott-K Kaotik Sisteminin Dinamik Analizi ve FPGAUygulaması

Kenan ALTUN

Dijital Ortamda Sanal Para ile Gerçekleştirilen E-SporFaaliyetlerinin TMS/TFRS Kapsamında Muhasebeleştirilmesineİlişkin Bir Yaklaşım

Feden KOÇ