Al2014 MALZEMESİNİN DELİNMESİNDE TAKIM TALAŞ ARA YÜZEY SICAKLIKLARI VE KESME KUVVETİNİN TAGUCHI METODU İLE OPTİMİZASYONU

Bu çalışmada, Al2014 malzemesinin kuru kesme şartlarında delinebilirlik performansı araştırılmıştır. Performans göstergesi olarak kesme hızı, ilerleme oranı ve kesici takım giriş parametreleri olarak belirlenmiştir. Takım talaş ara yüzeyinde oluşan sıcaklık ile kesme kuvveti çıkış parametreleri olarak alınmıştır. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, Taguchi L18 ortogonal dizini esas alınarak deney tasarımı yapılmıştır. İkinci olarak kaplamasız ve kaplamalı (TiN/TiAl/TiCN) kesici takımlar ile üç farklı ilerleme miktarı (0,1-0,2-0,3 mm/dev) ve kesme hızı (170-200-230 m/dak) kullanılarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel ölçümlerin analizinde, kesme kuvvetlerinin ortalaması, takım talaş ara yüzey sıcaklıkların maksimum değerleri esas alınmıştır. Üçüncü aşamada, elde edilen deney verileri kullanılarak Taguchi Metodu yardımıyla en uygun kesme parametreleri bulunmuştur.

TAGUCHI OPTIMIZATION METHOD OF TOOL CHIP INTERFACE TEMPERATURE DEPENDING ON THE CUTTIN PARAMETERS IN DRILLIN OPERATIONS

In this study, drilling performance were investigated of Al2014 materials in dry cutting. Cutting speed, feed rate and cutting tool were determined as an indicator of performance. Output parameter values have been analyzed as the temperature at the surface of the tool chip interface. The experiments were realized in three stages. First of all, a experimental setup was prepared on the basis of the index TaguchiL18 (2 * 1-3 * 2). Secondly, experiments were completed with used Coated and uncoated tools. There different feed rate (0,1-0,2-0,3) and cutting speed (170-200-230) have been used in experiment. Tool of chip interface temperature was measured with the K-type thermocouple. As a result of measurement, the average cutting forces, the maximum temperatures were recorded. In the third stage, the experimental data obtained with the help of Taguchi method was the most appropriate cutting parameters.

___

  • 1. Sandvik Coromant, “Modern Metal Cutting”, Sweden 1994, s. 2-61
  • 2. Kalidas, S., DeVor, R.E., Kapoor,S.G., ”Experimental investigation of the effect od drill coatingson hole quality under dry and wet drilling conditions” Surface and Coatings Technology, 2001, s. 117-128.
  • 3. Arafat,M., “CNC delme işleminde delme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü açısından optimizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 1-2 2009.
  • 4. Rivero,A.;Aramendi,G.; Herranz,S.; Lopez de Lacalle,L.P.: “An experimental investigation of the effect of coatings and cutting parameters on dry drilling performance of aluminium alloys”, Int. J. Manuf Technol, 2006.
  • 5. Q’Sullivan, D., Cotterell, M., “Temperature Measurement in single point turning”, Journal of materials Processing Technology, 2001, s- 118, 301-308,.
  • 6. Bağcı,E.;Özçelik,B.: “Investigation of the effect of drilling conditions on the twist drill temperature during step-by-step and continuous dry drilling”, Materials and Design, 2006, s- 27 446-454.
  • 7. Ay, H., Yang, W.J., “Heat transfer and Life of metal cutting tools in turning”, Int.J. Heat Mass transfer, 1999, s. 41-3, 613-623
  • 8. Kelly, J.F., “Cotterell, M.G.:”Minimal lubrication machining of aluminium alloys”Journal of Materials processing Technology, 2002, s.327-334
  • 9. Zeilmann,R.P.; Weingaertner, W.L., ”Analysis of temperature during drilling of Ti6Al4V with minimal quantity of lubricant”, Journal of Materials processing Technology, 2006, s.18-23
  • 10. Bagci, E., Özcelik, B., “Finite element and experimental investigation of temperature changes on a twist drill in sequential dry drilling” Int J. Adv. Manufacturing Technology, 2006, s.680–685
  • 11. Li, R., S., “Spiral point temperature and stres in high-throughput drilling of titanium”, Internatioanl Journal of Machine Tools & Manufacture, 2007
  • 12. Nedelik, J., Lux, B., “Improved tool performance by aplication of head spreading diamond layers within a multi-layer coating”, International Journal of Refractory Metals and Hard materials, 1999, s. 275-282
  • 13. Bono, M., Ni,J., “The effects of thermal distortions on the diameter and cylindricity of dry drilled holes”, International Journal of Machine Tools&Manufacture, 2001, s. 2261-2270
  • 14. Çakıroğlu, R., Acır, A., “Optimization of cutting parameters on drill bit temperature in drilling by Taguchi method” Measurement, 2013, s. 3525-3531.
  • 15. Kıvak, T., Samtaş, G., Çiçek, A., “Taguchi method based optimisation of drilling parameters in drilling of AISI 316 steel with PVD monolayer and multilayer coated HSS drills” Measurement, 2012, s.1547-1557
  • 16. Yağmur, S., Acır, A., Şeker, U., Günay, M., “Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerinin kesme bölgesindeki sıcaklığa etkisinin deneysel incelenmesi” Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2013, s.1-6
  • 17. Mohan, N.S., Ramachandra, A, Kulkarni, S.M., “Influence of process parameters on cutting force and torque during of glass-fiber polyester reinforced composites”, Composite Structures, 2005.
  • 18. Yang, W.H. and Tarng, Y.S., “Design optimization of cutting parameters for turning operations based on the Taguchi method”, Journal of Materials Processing Technology, 1998 s- 84: 122-129.
  • 19. Yağmur, S., “Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan sıcaklığın deneysel olarak incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011.
  • 20. Çakıroğlu, R., “Delik delme işlemlerinde kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan sıcaklığın modellenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011.
  • 21. Agapiou,J.S.;DeVries,M.F., “On the determination of thermal phenomena during drilling - Part I- Analytical models of twist drill temperature distributions”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1990, s-30: 203–215.