FARKLI YANAŞMA AÇILARI İLE VERMİKÜLER GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN FREZELENMESİNDE KESME KUVVETLERİNİN ARAŞTIRILMASI VE ANALİTİK MODELLENMESİ

Bu çalışmanın amacı, vermiküler grafitli dökme demirin TiCN ve Al2O3 kaplamalı karbür kesicilerle frezelenmesinde farklı yanaşma açılarının kesme kuvvetleri üzerindeki etkilerini belirlemektir. Bu amaca ulaşmak için, 2,5 mm sabit kesme derinliğinde 45°, 60°, 75° ve 88°lik yanaşma açılarında, 180, 215, 250 ve 290 m/min kesme hızlarında, 0,16; 0,20 ve 0,24 maksimum talaş kalınlıklarında kuru ve ıslak işleme şartlarında 96 farklı kombinasyonda frezeleme deneyi yapılmıştır. Vermiküler grafitli dökme demirin kuru olarak frezelenmesinde yanaşma açısının değeri 45°, 60°, 75° ve 88°ye doğru artarken kesme kuvvetleri azalmıştır. Deneylerde soğutma sıvısı kullanıldığında, 45° ve 60°lik yanaşma açılarında kesme kuvvetlerinde %1,0 - %15,33 oranında azalma olurken, 75° ve 88°lik yanaşma açılarında %1,0 ile %16,0 oranında artma olmuştur. Deney sonuçları yapay sinir ağları ve regresyon analizi ile modellenmiştir. Ayrıca regresyon modeli ile YSA modelinin kıyaslaması yapılmıştır. Bu çalışma, vermiküler grafitli dökme demirin frezelenmesi sırasında oluşacak kesme kuvvetlerinin tahmininde yararlı olacaktır.

AN INVESTIGATION OF CUTTING FORCES AND ANALYTICAL MODELLING IN MILLING COMPACTED GRAPHITE IRON WITH DIFFERENT LEAD ANGLES

The aim of this study is to reveal the influence of the lead angle variation on the cutting forces in the process of face milling of compacted graphite iron with TiCN and Al2O3 coated carbide insert. To achieve this goal, 96 different milling experiments were carried out in dry and wet milling conditions with 45°, 60°, 75°, 88° lead angles, 180, 215, 250 ve 290 m/min cutting speeds and 0,16; 0,20; 0,24 mm maximum chip thickness at the 2.5 mm constant dept of cut. The cutting forces decreased while increasing the lead angle value 45°, 60°, 75°, 88° in dry milling of compacted graphite cast iron. When cutting oil was used in the experiments, a decrease between 1,0% - 15,33% at the lead angles of 45° and 60° and an increase between 1,0% and 16,0% at the lead angles of 75° and 88° have been observed. Experimental results have been modeled with artificial neural networks and regression analysis method. A comparison of ANN model with regression model is also carried out. This study is considered to be helpful in predicting the cutting forces in milling of compacted graphite cast iron.

PDF

___

1. Guesser, W; Schroeder, T. and Dawson, S. Production Experience with compacted graphite iron automotive components, AFS Transactions, Desplaines, 2001.
2. Abele E, Schramm B. "Wear behavior of PCD in machining",Proceedings of the 2nd industrial diamond conference, Rome, 2007
3. M. Heck, H. M. Ortner, S. Flege, U. Reuter, W. Ensinger, Analytical investigations concerning the wear behaviour of cutting tools used for the machining of compacted graphite iron and grey cast iron, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials 26 197206, 2008
4. Şeker, U., Kurt, A. and Çiftçi, İ., Design and construction of a dynamometer for measurement of cutting forces during machining with linear motion, Materials and Design, 23: 355-360, 2002.
5. Günay, M., Talaş kaldırma işlemlerinde kesici takım talaş açısının kesme kuvvetlerine etkisinin deneysel olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 40-49 2003.
6. Demir, H. ve Güllü, A.,Taşlama parametrelerinin taşlama kalitesine etkilerinin incelenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 7, 189-198, 2001.
7. Demir H., Güllü A., Şeker U., Düzlem Taşlama İşleminde Taşlama Kuvvetlerinin Ölçülmesi İçin Bir Dinamometre Tasarımı ve İmalatı, Teknoloji-ZKÜ Karabük Teknik Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt 9, Sayı 2, 111-118, 2006.
8. Sadık, I. The Interaction between Cutting Data and Tool Performance for different CuttingTool Material in Milling of Compacted Graphite Iron Sixth International Conference on High SpeedMachining, 2007.
9. Georgiou G.,CGI high speed machine tool solutions, Compacted graphite iron machining workshop Conference,Warren, USA, Lamb Technician, 2002.
10. BerglundA.,et al., Analysis of compacted graphite iron machining by investigation of tool temperature and cutting force, 1st International Conference on Process Machine Interactions, Hannover Germany, 2008.
11. Jönsson H., Milling of Compacted Graphite Iron, Royal Institute of Technology, Production Engineering, Stockholm, Sweden,2008.
12. Berglund A. and Nicolescu C. M. Investigation of the effect of microstructure on CGI machining, Swedish Production Symposium, Gothenburg, Sweden, 2007.
13. Richetti, et al., 2004). Richetti A., Influence of the number of inserts for tool life evaluation in face milling of steels, International Journal of Machine Tools &Manufacture, vol. 44, 695- 700, 2004.
14. Kurt, A., Talaş Kaldırma Sırasında Oluşan Kesme Kuvvetleri ve Mekanik Gerilmelerin Deneysel Olarak İncelenmesi ve Matematiksel Modellerinin Oluşturulması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 115-215, 2006.
15. Mavi A., Korkut, İ., Vermiküler Grafitli Dökme Demirin İşlenebilirliğinin Deneysel Olarak Araştırılması, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye
16. Çiftçi, İ., The influence of cutting tool coating and cutting speed on Cutting forces and surface roughness in machining of Austenitic stainless steels, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 20, 205- 209, 2005.
17. Sandvik, C., Metal İşleme Ürünleri Tornalama Takımları Katoloğu, Sandvik Coromant, İstanbul, 1-8 2002.
18. Haber, R. E., Alique, A., Intelligent process supervision for predicting tool wear in machining processes, Mechatronics, vol. 13, 825-849, 2003.
19. Özel, T. N., Prediction of flank wear by using back propagation neural network modeling when cutting hardened H-13 steel with chamfered and honed CBN tools, International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 42, 287- 29, 2002.
20. Lee, H., One-step-ahead prediction of Flank wear using cutting force, International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 39, 1747-1760, 1999.