Hız çeliği takımlar için kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

Talaşlı imalat işlemlerinde en önemli husus işlemin mümkün olan en düşük maliyetle, istenilen kalitede gerçekleşmesidir. Bu çalışmada talaş kaldırma işlemlerinde yüzey pürüzlülüğünün önceden tahmin edilebilmesi amacı ile ilerleme, kesme hızı ve talaş derinliğine bağlı olan bir model geliştirilmiştir. Takım çeliklerinin (sıcak iş, soğuk iş, kalıp) yüzey pürüzlülüğünün önceden tahmini için kurulan bu model ile belirli kesme parametreleri (V.f,a) için yüzey pürüzlülüğü $(R_a)$ değerlerini önceden tahmin etmek mümkün olabilmektedir. Teorik olarak bulunan yüzey pürüzlülüğü değerleri deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Teorik sonuçlar ve deneysel sonuçlar arasında uygunluk olduğu görülmüştür. Deneyler sonucunda, yüzey pürüzlülüğü üzerine, ilerleme ve talaş derinliğinin olumsuz, köşe radyüsünün artmasının ise olumlu etki yaptığı gözlenmiştir. Çalışma yüzey pürüzlülüğünün ancak ince tornalama işlemlerinde bir önem arzetmesi nedeniyle ince tornalama için geçerli kesme parametreleri kullanılarak yapılmıştır. Çalışmada hız çeliği için geçerli kesme hızlarında çalışılması nedeniyle kesme hızının yüzey pürüzlülüğü üzerinde herhangi bir etkisi tespit edilememiştir.

Investigation of the influence of cutting parameters onto the surface roughness in turning operations for HSS tools

The surface roughness has been identified as one of the most undesirable characteristic of the machining operations. The influence on the surface roughness, Ra, from a variation of the following three parameters was studied: the feed rate, the cutting speed and the depth of cut. The effects of these cutting parameters onto the surface roughness have been investigated by forming a mathematical model of the relation between the cutting parameters and the surface roughness. For the experiments three sets of tool material-workpiece material combinations were used. The mathematical model that describes the surface roughness equation has been established from experimental data. This technique allows the best set of machining parameters to be determined in order to estimate the coefficients of the surface roughness. The performance of the model has been tested for different cutting conditions. The experimental results showed that the model was succesful in predicting of the surface roughness. The predicting values are very close to the actual measured ones for the cutting conditions. The roughness increased with an increasing feed rate and the depth of cut and decreasing tool radius. Since the cutting speed values for HSS tools are not high enough, the surface roughness seemed to be independent of the cutting speed for the given cutting conditions.

PDF

___

1. Gülyaz, H. A., Abişev, Kılıç, S. E., “60HRC Sertliğindeki Karbonlu Çeliklerin CBN ile Taşlama Kalitesinde İnce Tornalanmasında Oluşan Yüzey Pürüzlülüğünün Tahminin İçin Model Oluşturulması”, 7. Uluslararası Makine Tasarımı ve İmalat Kongresi, Sayfa 213, ODTÜ, ANKARA, 1996.

2. Rahman, M., “In- Process Detection of Chatter Threshold “, Journal of Engineering for Industry, Vol. 110, pp. 44-50, 1988.

3. Montgomery, D., Altıntaş, Y. “Mechanısm of Cutting Force and Surface Generation in Dynamic end Milling” , ASME, Journal of Engineering for Industry, Vol, 113.

4. Moon, K., S., Sutherland, J., W., “The Origin and Interpretatıon of Spatial Frequencies in a Turned Surface Profile”, ASME, Journal of Engineering for Industry, Vol, 116., pp.340-346.

5. Özçatalbaş, Y., “Düşük Alaşımlı Çelikte Yığıntı Talaş Oluşumunun İşleme Özelliklerine etkisi”, 8. Uluslararası Makine Tasarım ve İmalat Kongresi, Sayfa 25, ODTÜ, ANKARA, 1998.

6. Korucu, S., Nalbant, M., Korkut, İ., “Ç1030 ve Ç1060 Malzemelerin Hidrolik Kopya Aparatı İle İşlenerek Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi”, 7. Uluslararası Makine Tasarım ve İmalat Kongresi, Sayfa 1999, ODTÜ, ANKARA,1996.

7. Akkurt, M., “Talaş Kaldırma Yöntemleri ve Takım Tezgahları” Birsen Yayınevi, İstanbul, 1998.

8. Gerling, H., Laengenprüftechnik in der Fertigung, Georg Westermann Verlag, Braunschweig, 1969.

9. Umdurck zum Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Universitaet Karlsruhe, 1981.

10. Boothroyd, G., Fundemantals of Metal Machining and Machine Tools, Mc Graw-Hill, International Edition, 1987.

11. Kandemir, K., Özdemir, A., “Seramik kesici Uçlarla Tornalamada Taşalama Kalitesinde Yüzey Elde Edilme Şartları”, Teknoloji, s.125, 1999.

12. Choudhury, S. K., Appa Rao, I. V. K,"Optimization of Cutting Parameters for Maximizing Tool Life", Machine Tools & Manufacture, pp.343-353, 1998.

13. Boothroyd, G., Fundamentals of Metal Matching and Machine Tools, McGraw-Hill Book Comp., Tokyo, 1975.

14. Ünüvar, A., “Sıcak Talaşlı İşlemede Yüzey Pürüzlülüğü Denkleminin Matematik Modelle Tayini”, 3.Ulusal Makine Tasarım ve İmalat Kongresi Bilidiri Kitabı”, Ankara, s.389-396, 21-23 Eylül 1988.

15. Yao, Y., Fang, X.D., “Modeling of Multi variate Time Series for Tool Wear Estimation in Finish- Turning”, International Journal Machining Tool Manufacturing, Cilt 4, Sayı 32, s.495-414, 1992.

16. Karabay, M., Yavuz, M., “CNC’li Tornalamada, Yüzey Pürüzlülüğü Bağıntıları İçin Bir Çalışma”, 5. Ulusal Makine Tasarım ve İmalat Kongresi Bilidiri Kitabı, Ankara, s.163-169, 16-18 Eylül 1992.

17. Işık, Y., "Takım Ömrü Süresince Kesici Takım Davranışlarının İncelenmesi ve Kırılma Anının Önceden Tahmini İçin Bir Erken Uyarı Modelinin Geliştirilmesi", U.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, 2001.