CNC Torna Tezgâhlarında Ayna ve Punta Basıncının Yüzey Pürüzlülüğü ve Titreşim Üzerine Etkisinin Taguchi Metodu İle Optimizasyonu

Öz Tornalama işlemlerinde, istenmeyen yüksek değerlerdeki yüzey pürüzlülük ve titreşim değerlerini gidermek için iş parçaları tezgâha doğru bir şekilde bağlanması gerekmektedir. Bir iş parçası ayna ve punta arasına uygun bir basınç ile bağlanmadığında, eksenden kaçık salgılı bir şekilde dönmeye ve bozulmaya neden olmaktadır. Bu da iş parçasında istenmeyen yüksek değerlerde yüzey pürüzlülük değerlerine ve titreşimlere neden olur. Bu çalışmanın amacı, AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında en düşük yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerlerini elde etmek için Taguchi metodu kullanılarak en uygun ayna ve punta basıncını tespit etmektir. İşleme deneylerinde 5 farklı ayna ve punta basıncı ve kesme parametreleri olarak ise sabit kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliği alınmıştır. Deney tasarımı için Taguchi L25 (5^2) ortogonal dizilimi kullanılmıştır. En küçük en iyidir yaklaşımına göre sinyal/gürültü oranı kullanarak yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerleri için en uygun ayna ve punta basıncı belirlenmiştir. S/N oranlarına göre optimum ve en düşük titreşim değerlerini veren ayna ve punta basıncı sırasıyla 18 bar ve 5 bar iken, optimum yüzey pürüzlülük değerlerini veren ayna ve punta basıncı değerleri ise sırasıyla 18 bar ve 11 bar olarak tespit edilmiştir. Fakat en düşük yüzey pürüzlülük değeri ise ayna basıncı 18 bar ve punta basıncı 5 barda elde edilmiştir. Taguchi deney tasarımındaki S/N oranı sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü ve titreşim üzerinde ayna basıncının punta basıncından daha önemli olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak Taguchi yönteminin faktör tasarımı, ayna ve punta basıncı parametrelerinin optimizasyonu için basit, sistematik ve verimli bir yöntem olduğu bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler:

Ayna ve Punta Basıncı, Yüzey Pürüzlülüğü, Titreşim, Taguchi Metodu, Optimizasyon

PDF

___

[1] Nas, E., Samtaş, G., & Demir, H. (2012). CNC Frezelemede Yüzey Pürüzlülüğüne Etki Eden Parametrelerin Matematiksel Olarak Modellenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(1), 47-59.
[2] Neşeli S., & Yaldız S. (2007). Tornalamada Yaklaşma Açısı ve Talaş Açısına Bağlı Tırlama Titreşimlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkileri. Politeknik Dergisi, 10(4), 383-389.
[3] Günay, M., & Yücel, E. (2013). Application of Taguchi method for determining optimum surface roughness in turning of high-alloy white cast iron. Measurement, 46(2), 913-919.
[4] Rao, C. M., Venkatasubbaiah, K., Babu, S. P., & Srinivas, C. (2016). Optimization of surface roughness in CNC turning using Taguchi method and ANOVA. International Journal, 93, 1-14.
[5] Salvi, S. B., Deshmukh, R. R., & Deshmukh, S. D. (2013). Analysis of surface roughness in hard turning by using Taguchi method. International Journal of Engineering Science and Technology, 5(02), 365-370.
[6] Debnath, S., Reddy, M. M., & Yi, Q. S. (2016). Influence of cutting fluid conditions and cutting parameters on surface roughness and tool wear in turning process using Taguchi method. Measurement, 78, 111-119.
[7] Nalbant, M., Gökkaya, H., & Sur, G. (2007). Application of Taguchi method in the optimization of cutting parameters for surface roughness in turning. Materials & design, 28(4), 1379-1385.
[8] Cetin, M. H., Ozcelik, B., Kuram, E., & Demirbas, E. (2011). Evaluation of vegetable based cutting fluids with extreme pressure and cutting parameters in turning of AISI 304L by Taguchi method. Journal of Cleaner Production, 19(17-18), 2049-2056.
[9] Bagaber, S. A., & Yusoff, A. R. (2017). Multi-objective optimization of cutting parameters to minimize power consumption in dry turning of stainless steel 316. Journal of cleaner production, 157, 30-46.
[10] Bhattacharya, A., Das, S., Majumder, P., & Batish, A. (2009). Estimating the effect of cutting parameters on surface finish and power consumption during high speed machining of AISI 1045 steel using Taguchi design and ANOVA. Production Engineering, 3(1), 31-40.
[11] Camposeco-Negrete, C. (2013). Optimization of cutting parameters for minimizing energy consumption in turning of AISI 6061 T6 using Taguchi methodology and ANOVA. Journal of Cleaner Production, 53, 195-203.
[12] Yaka, H., Akkuş, H., & Uğur, L. (2016). AISI 1040 Çeliğininin Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Taguchi Metodu İle Optimizasyonu. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 12(2), 283-288.
[13] Akkuş, H. (2019). Experimental and Statistical Investigation of Surface Roughness in Turning of AISI 4140 Steel. Sakarya University Journal of Science, 23(5), 775-781.
[14] Yılmaz, B., Karabulut, Ş., & Güllü, A. (2018). Performance analysis of new external chip breaker for efficient machining of Inconel 718 and optimization of the cutting parameters. Journal of Manufacturing Processes, 32, 553-563.
[15] Asiltürk, I., & Akkuş, H. (2011). Determining the effect of cutting parameters on surface roughness in hard turning using the Taguchi method. Measurement, 44(9), 1697-1704.
[16] Selvaraj, D. P., Chandramohan, P., & Mohanraj, M. (2014). Optimization of surface roughness, cutting force and tool wear of nitrogen alloyed duplex stainless steel in a dry turning process using Taguchi method. Measurement, 49, 205-215.
[17] Selvaraj, D. P., & Chandramohan, P. (2010). Optimization of surface roughness of AISI 304 austenitic stainless steel in dry turning operation using Taguchi design method. Journal of engineering science and technology, 5(3), 293-301.
[18] Rogov, V. A., & Siamak, G. (2013). Optimization of surface roughness and vibration in turning of aluminum alloy AA2024 using taguchi technique. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, 7(11), 2330-2339.
[19] Munawar, M., Mufti, N. A., & Iqbal, H. (2009). Optimization of surface finish in turning operation by considering the machine tool vibration using Taguchi method. Mehran University Research Journal of Engineering and Technology, 31, 51-58.
[20] Kara, F., Özbek, O., Kam, M., & Saruhan, H. (2017). Optimization by Taguchi method of surface roughness and vibration in turning of AISI 4140 steel. In II. International Academic Research Congress-(INES 2017). Antalya, 1132-1140.
[21] Şeremet, M., & Kam, M. (2019). AISI 4140 ıslah çeliğinin tornalama işleminde parametrelerin yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasına etkisi üzerine bir değerlendirme”, Uluslararası Marmara Fen ve Sosyal Bilimler Kongresi. 3-5 Kasım, Kocaeli, 2202-2209.
[22] Viswanathan, R., Ramesh, S., & Subburam, V. (2018). Measurement and optimization of performance characteristics in turning of Mg alloy under dry and MQL conditions. Measurement, 120, 107-113.
[23] Zaman, P. B., & Dhar, N. R. (2019). Design and evaluation of an embedded double jet nozzle for MQL delivery intending machinability improvement in turning operation. Journal of Manufacturing Processes, 44, 179-196.
[24] Kuntoğlu, M., & Sağlam, H. (2019). Investigation of progressive tool wear for determining of optimized machining parameters in turning. Measurement, 140, 427-436.
[25] Das, A., Patel, S. K., Hotta, T. K., & Biswal, B. B. (2019). Statistical analysis of different machining characteristics of EN-24 alloy steel during dry hard turning with multilayer coated cermet inserts. Measurement, 134, 123-141.