FUNDA KAHRAMAN, GÖKHAN BAŞAR, Zülfü KOÇOĞLU, Emre YENİYIL

Delik Büyütme İşleminde Kesme Parametrelerinin Çok Yanıtlı Taguchi Deneysel Tasarım Yaklaşımı Kullanılarak Optimizasyonu

Bu çalışmada, AA 5754 alüminyum alaşımının ıslak delme işleminde delme parametrelerinin, yüzey kalitesi üzerine etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Girdi faktörleri olarak kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliği, çıktı parametereleri olarak aritmetik ortalama pürüzlülük değeri (Ra), geometrik ortalama pürüzlülük (Rq) ve profilin ortalama maksimum yüksekliği (Rz) gibi yüzey pürüzlülük kriterleri seçilmiştir. Deneyler Taguchi L9 ortogonal tasarım düzenine göre gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları kullanılarak yapılan varyans analizi ile kontrol faktörlerinin yüzey pürüzlülük değerleri üzerindeki etki seviyeleri tespit edilmiştir. En etkili faktörlerin ilerleme (% 71.32) ve kesme hızı (% 22.20) olduğu görülmüştür. Çok yanıtlı Taguchi yaklaşımı kullanılarak, minimum yüzey pürüzlülük değerlerinin Ra, Rz ve Rq; 120 m/dak kesme hızı, 0.10 mm/dev ilerleme ve 0.75 mm kesme derinliği koşullarında gerçekleştiği sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Alüminyum, delik işleme, yüzey pürüzlülüğü, Taguchi, optimizasyon

Optimization of Cutting Parameters in Hole Machining Process by Using Multi-objective Taguchi Approach

In this study, effects of drilling parameters on the various surface roughness characteristics; arithmetic average roughness (Ra), geometric average roughness (Rq) and average maximum height of the profile (Rz) in the wet drilling of AA 5754 Aluminium alloy were experimentally investigated. Cutting speed, feed and depth of cut were considered as control factors; Ra, Rz and Rq were considered as response factors. Experiments were designed according to Taguchi L9 orthogonal array. Varience analysis was performed to determine the importance of control factors on the surface roughness. The percent contributions of the control factors on the surface roughness were obtained to be feed (71.32%) and cutting speed (22.20%). Minimum surface roughness values Ra, Rz and Rq were obtained 120 m/min cutting speed, 0.10 mm/dev feed rate and 0.75 mm depth of cut by using multi-objective Taguchi approach.

Keywords:

Aluminium, hole machining, surface roughness, Taguchi, optimization,

PDF

___

[1] Groover M. P., “Modern İmalatın Prensipleri”. Yurdakul M., Tansel Y., Nobel Yayınları, 1150, Ankara, (2016).
[2] Aydın M., Yaşar M., Gavas M., Altunpak Y., “Üretim Yöntemleri ve İmalat Teknolojileri”, Seçkin Yayınları, Ankara, (2012).
[3] Meral G., Sarıkaya M., Dilipak H., “Delik delme uygulamalarında delik kalitesinin Taguchi yöntemiyle optimizasyonu”, Mühendislik ve Makine Dergisi, 52: 42-49, (2011).
[4] Meral G., Sarıkaya M., Dilipak H., “Delme işlemlerinde kesme parametrelerinin Taguchi yöntemiyle optimizasyonu”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27: 332-338, (2011).
[5] Rao Ch. M., Venkatasubbaiah K., Rao K. J., “Experimental investigation of surface roughness characteristics Ra, Rq and Rz”, International Journal of Hybrid Information Technology, 9(7): 373-388, (2016).
[6] Rao Ch. M., Rao K. J., Babu K.S., “Analysis of process parameters in dry turning of medium carbon steel En19 by using grey relational grade and regression methods”, Int J Eng Res Appl, 5: 07-14, (2015).
[7] Bagcı E., Ozcelik B., “Analysis of temperature changes on the twist drill under different drilling conditions based on Taguchi method during dry drilling of Al 7075-T651”, Int J Adv Manuf Technol, 29: 629-636, (2006).
[8] Çakır A., Nalbant M., Duran A., Ulaş H., “AA7075 ve AA6013 alüminyum malzemelere delik delme operasyonu sürecinde kesme parametrelerinin incelenmesi”, 3.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, Ankara, 9-18, (2012).
[9] Şirin E., Şirin Ş., Turgut Y., Korkut İ., “AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin frezelenmesinde yüzey pürüzlülüğünün Taguchi metodu ile optimizasyonu”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3: 132-144, (2015).
[10] Kaplan Y., Nalbant M., Gökkaya H., “AISI D2 ve AISI D3 soğuk iş çeliklerinin delinmesinde işleme parametrelerinin çapak oluşumuna etkilerinin deneysel olarak incelenmesi”, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 1: 37-46, (2011).
[11] Bahçe E., Kılıçkap E., Özel C., “Al-5005’in delinmesinde delme parametrelerinin çapak oluşumuna etkisinin araştırılması”, 2.Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir, 242-250, (2010).
[12] Motorcu A. R., Ekici E., “Al/B4C kompozitlerin karbür matkaplarla delinmesinin değerlendirilmesi”, Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 22 (4): 259-266, (2016).
[13] Çakır A., Bahtiyar O., Şeker U., “Farklı Soğutma Şartları ile Farklı Kesme Parametrelerinin AA 7075 ve AA 2024 Alüminyum Alaşımlarında Delik Delme İşlemlerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, 16. Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, İzmir, (2014).
[14] Kılıçkap E., Hüseyinoğlu M., “Tepki yüzey modeli ve genetik algoritma kullanılarak AISI 316’ nın delinmesinde oluşan çapak yüksekliğinin modellenmesi ve optimizasyonu”, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 1(1): 71-80, (2010).
[15] Kıvak T., Şeker U., “Ti-6Al-4V Alaşımının Delinmesinde M42 HSS Takımlara Uygulanan Kriyojenik İşlemin Delik Kalitesi Üzerindeki Etkileri”, 7th International Symposium On Machining, İstanbul, 241-251, (2016).
[16] Kıvak T., Çiçek A., Uygur İ., Özbek N. A., “AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin Delinmesinde Tek Katlı ve Çok Katlı Kaplamaların Delik Kalitesi Üzerindeki Etkileri”, 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, Ankara, 28-34, (2012).
[17] Kıvak T., Habalı K., Şeker U., “Inconel 718’in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu Üzerindeki Etkisinin Araştırılması”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 25(2): 293-298, (2010).
[18] Siyambaş Y., Turgut Y., “HSLA DIN EN 10149 Çeliğin Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Eksenel Kuvvet ve Momente Etkilerinin Deneysel Araştırılması”, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 12(2): 41-49, (2015).
[19] Savaşkan M., Taptık Y., Ürgen M., “Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu”, İTÜ Dergisi D: Mühendislik, 3(6): 117-128, (2004).
[20] Kayır Y., Aslan S., Aytürk A., “AISI 316Ti paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesici uç etkisinin Taguchi yöntemi ile analizi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 28(2): 363-372, (2013).
[21] Kıvak T., “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, (2014).
[22] Çetin Ş., Kıvak T., “Optimization of the machining parameters for the turning of 15-5 PH stainless steels using the Taguchi method”, Materials and Technology, 51: 133-140, (2017).
[23] Kirby E.D., Zhang Z., Chen J.C., Chen J., “Optimizing surface finish in a turning operation using the Taguchi parameter design method”, Int J Adv Manuf Technol, 30: 1021-1029, (2006).
[24] Mia M., Khan Md A., Rahman S.S., Dhar N.R., “Mono-objective and multi-objective optimization of performance parameters in high pressure coolant assisted turning of Ti-6Al-4V”, Int J Adv Manuf Technol, 1-10, (2016).
[25] İç Y., Duran H., Keçeci B., İlik E., Bilgiç B., “Çok yanıtlı Taguchi eniyilemesine yönelik bir bilgisayar uygulamasının geliştirilmesi”, Politeknik Dergisi, 19: 311-323, (2016).
[26] 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, 45: 1547-1557, (2012).
[27] Ferah M., “Çok yanıtlı Taguchi deneysel tasarım metodu ve alüminyum sanayinde bir uygulama”, SAU Fen Bilimleri Dergisi, 7: 61-69, (2003).
[28] Muhammad N., Manurung Y.H.P., Jaafar R., Abas S.K., Tham G., Haruman E., “Model development for quality features of resistance spot welding using multi-objective Taguchi method and response surface methodology”, J Intell Manuf, 24: 1175-1183, (2012).
[29] Mohamed M.A., Manurung Y.H.P., Berhan M.N., “Model development for mechanical properties and weld quality class of friction stir welding using multi-objective Taguchi method and response surface methodology”, J Mech Sci Technol, 29: 2323-2331, (2015).
[30] Tong L. I., Su C. T., Wang C. H., “The optimization of multi-response problems in the Taguchi method”, Int J Quality&Reliability Management, 14: 367-380, (1997).