Zülküf DEMİR, Şehmus BADAY, Fikret SÖNMEZ

AISI 1050 Çelik Malzemenin Delinmesinde Tepki Kuvvetini Etkileyen Parametrelerin Yüzey Yanıt Yöntemi ile Analizi

Delme işlemi, geleneksel imalat yöntemleri arasında talaşlı imalat işlemlerinin yaklaşık olarak %33’ünü oluşturmaktadır. Bu işleminin imalat alanındaki önemine rağmen matkabın uç açısı, fener mili devri, ilerleme miktarı ve delinen malzemenin özellikleri gibi birçok parametre delik delme işlemini etkilemektedir. Bu amaçla gerçekleştirilen bu deneysel çalışmada, farklı uç açılarına sahip matkaplar ile delme işlemi esnasında meydana gelen tepki kuvveleri Yüzey Yanıt Yöntemi (YYY) ile analiz edilmiştir. İtme kuvvetlerini meydana getiren üç farklı fener mili devir sayısı, ilerleme miktarı ve matkap uç açıları seçilerek toplam 27 adet deney gerçekleştirilmiştir. Deney parametrelerine bağlı olarak en iyi tepki kuvvetini tahmin etmek için oluşturulan YYY üç seviyeli ve üç faktörlü Box-Behnken tasarım yöntemi dikkate alınarak oluşturulmuştur. Deney sonuçlarından elde edilen tepki kuvvetleri, birinci dereceden ve ikinci dereceden matematiksel modeller oluşturulmuştur. Elde edilen bu modellerin etkinliği ANOVA testi yapılarak parametrelerin etkinliği araştırılmıştır. Sonuç olarak parametrelerin tepki kuvvetleri üzerindeki etkinliği karşılaştırılmış ve en etkili parametrenin ilerleme miktarı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca rastgele seçilen deney verileri ile YYY ile oluşturulan modeller karşılaştırılmış 0,964 R2 değeri elde edilmiştir. YYY ile delme işleminde meydana gelen tepki kuvvetlerinin değerleri çok küçük hata oranlarında tahmin edebildiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Delme işlemi, İtme kuvveti, Yüzey yanıt yöntemi

PDF

___

1. Chen W. C. Tsao C. C.: Cutting performance of different coated twist drills. J. Mater. Process. Technol. 88, 203 – 207 (1999)2. Lazar M. B. Xiraouchhakis, P.: Mechanical load distribution along the main cutting-edges in drilling. J. Mater. Process. Technol. 213, 245 – 260 (2013)3. Kalidas S. Devor R. E.,Kapoor S. G.: Experimental investigation of the effect of drilling coatings on hole quality under dry and wet drilling conditions. Surf. Coat. Technol. 148, 117 – 128 (2001)4. Palanikumar K. Muniaraj A.: Experimental investigation and analysis of thrust force in drilling cast hybrid metal matrix (Al-15%SiC-4%fraphite) composites. Measurement 53, 240 – 250 (2014)5. Sui J. Kountanya R. Guo C.: Development of a mechanistic force model for CNC drilling process Simulation. Procedia Manuf. 5, 787 – 797 (2016)6. Çelik Y. H. Yildiz H.: Effect of cutting parameters on workpiece and tool properties during drilling of Ti-6Al-4V. Wear Test. 58, 519 – 525 (2016)7. Ema, S.: Effect of twist drill point geometry on torque and thrust. Sci. Rep. Educ. Gifu Univ. 36, 165 – 174 (2012)8. Ghosh R. Sarkar R. Paul S. S. Pal K.: Biocompatibility and drilling performance of beta tricalcium phosphate: Yttrium phosphate bioceramic composite. Ceram. Int. 42, 8263 – 8273 (2016)9. Çaydaş U. Çelik M.: Investigation of the effects of cutting parameters on the surface roughness, tool temperature and thrust force in drilling of AA-T6 alloy. J. Polytech. 20 (2), 419 – 425 (2017)10. Kyratsis P. Markopoulos A.P. Efkolidis N. Maliagkas V. Kakoulis K.: Prediction of Thrust Force and Cutting Torque in Drilling Based on the Response Surface Methodology., Machines, 6(24), 1-12 (2018)11. Raja R. Krishnadraj V. Jannet S.:Experimental Investigation of High Speed Drilling on GFRP/Aluminium Multi Material., Indian Journal of Science and Technology, Vol 10(47), 1-9 (2017)12. Efkolidis N. Hernández C.G. Talón J.L.H. Kyratsis P.: Modelling and Prediction of Thrust Force and Torque in Drilling Operations of Al7075 Using ANN and RSM Methodologies., Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering 64(6), 351-361 (2018)13. Valarmathi T.N. Palanikumar K. Sekar S.: Modelling of thrust force in drilling of plain medium density fiberboard (MDF) composite panels using RSM. Procedia Engineering 38, 1828 – 1835 (2012)14. Palanikumar K. Muniaraj A.: Experimental investigation and analysis of thrust force in drilling cast hybrid metal matrix (Al–15%SiC–4%graphite) composites. Measurement 53, 240–250 (2014) 15. Chaudhary G. Kumar M. Verma S. Srivastav A.: Optimization of drilling parameters of hybrid metal matrix composites using response surface methodology. Procedia Materials Science 6, 229 – 237 (2014)16. Anarghya A. Harshith D. N. Nitish R. S. Nayak N. Gurumurthy B. M. Abhishek V. N., S. Patil I. G.: Thrust and torque force analysis in the drilling of aramid ﬁbre-reinforced composite laminates using RSM and MLPNN-GA. Heliyon, 4(11), e00938 (2018).17. Shuang Y. Guangxian L. Songlin D. John M.: Performance and mechanisms of graphene oxide suspended cutting fluid in the drilling of titanium alloy Ti-6Al-4V. Journal of Manufacturing Processes, 29, 182-193 (2017)18. Shunmugesh .: Multi-response optimization in drilling of Carbon Fiber Reinforced Polymer using artificial neural network correlated to meta-heuristics algorithm. Global Colloquium in Recent Advancement and Effectual Researches in Engineering, Science and Technology (RAEREST 2016), 25, 955 – 962 (2016).19. Montgomery D.C., Design and Analysis of Experiments, Wiley, New York (2004).20. Rao R.V., Advanced Modeling and Optimization of Manufacturing Processes, Springer, London (2011).21. Myres R.H., Montgomery D.C. and Anderson-Cook C.M., Response Surface Methodology, Wiley, New York (2009).