15-5 PH PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN TAGUCHİ METODU İLE OPTİMİZASYONU



Benzer belgeler
SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

Sığ ve derin kriyojenik işlem uygulanmış karbür takımların kesme kuvvetlerine etkisi

AISI 316Ti PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESİCİ UÇ ETKİSİNİN TAGUCHI YÖNTEMİ İLE ANALİZİ

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

YÜKSEK ALAŞIMLI BEYAZ DÖKME DEMİRLERİN (Nİ-HARD) TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN MODELLENMESİ

TAKIM ÖMRÜ MODELLERİNDE SERMET KESİCİ TAKIMLAR İÇİN n ÜSTEL DEĞERLERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

Yunus KAYIR a*, Ahmet AYTÜRK a. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

Frezeleme İşlemlerinde Titreşimi ve Yüzey Pürüzlülüğünü Etkileyen Parametrelerin Optimizasyonu

AA5052 ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE İŞLEME PARAMETRELERİNİN KESME KUVVETİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Yaşam Bilimleri Dergisi; Cilt 5 Sayı 2 (2015) Journal of Life Sciences; Volume 5 Number 2 (2015)

HSS Torna Kalemindeki Talaş Açısının Kesme Kuvvetlerine Etkisi

KAPLAMASIZ SERMET TAKIMLA AISI 6150 ÇELİĞİNİN FREZELENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİ *

Anahtar Kelimeler: Östenitik paslanmaz çelik, Kesme kuvveti, Sonlu elemanlar metodu.

TORNALAMADA DEĞİŞKEN İLERLEMENİN BAŞLANGIÇ AŞINMASINA OLAN ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

AISI 303 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENMESİNDE KESME HIZI VE İLERLEMENİN TALAŞ BİÇİMİNE ETKİSİ

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

Sıtkı AKINCIOĞLU, *Şenol ŞİRİN, Gülşah AKINCIOĞLU, Emine ŞİRİN

KAPLAMA ÇEŞİDİ VE İŞLEME PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK TAKIM-TALAŞ ARAYÜZEY SICAKLIĞI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNDEKİ DEĞİŞİM

AISI 1040 çeliğin tornalamasında kesme parametrelerinin kesme kuvvetine etkisi

PVD VE CVD KAPLAMALI SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLARIN İŞLEME PARAMETERLERİNE BAĞLI OLARAK YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

AISI 303 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN İŞLENMESİNDE KESİCİ KENAR FORMUNUN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

KAPLAMALI VE KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR TAKIMLAR İÇİN TAKIM ÖMRÜ MODELİ NDEKİ N ÜSTEL DEĞERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

Politeknik Dergisi, 2017; 20 (1) : Journal of Polytechnic, 2017; 20 (1) : 43-49

AISI 01 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN ARAŞTIRILMASI ÖZET

7075 Alüminyum Alaşımının Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Analizi

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (3) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (3) :

KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN SON BİTİRME OPERASYONLARININ ANALİZİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA A STUDY ON ANALYSIS OF FINISH OPERATIONS OF DUCTILE IRON

ISLAH ÇELİĞİNİN FARKLI KESİCİ TAKIMLARLA İŞLENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN TALAŞ ŞEKİLLERİ ÜZERİNE ETKİSİ VE TALAŞ ŞEKİLLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

AISI 1040 Çeliğinin Kuru Tornalanmasında Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

TORNALAMA İŞLEMİNDE CEVAP YÜZEY METODU İLE KESME KUVVETLERİNİN KESME PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK MODELLENMESİ

CNC TORNALAMA İŞLEMİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESME KUVVETLERİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN MATEMATİKSEL OLARAK MODELLENMESİ

AISI D6 İŞ PARÇASININ TORNALANMASINDA YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Metrik Vida Açmada Alternatif Kesici Uç Yaklaşımı

0,35 0,3 0,25 0, m/min 130 m/min 169 m/min 220 m/min 286 m/min 0,15 0,1 0,05

The Influence of Cutting Parameters on Surface Roughness and Tool Wear In Milling of AISI D2 Cold Work Tool Steels of Different Hardness

Fen Bilimleri Dergisi

TORNALAMA İŞLEMLERİNDE KESİCİ TAKIM TİTREŞİMİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN İŞLENMESİNDE, SERAMİK VE KARBÜR KESİCİLERİN PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI.

INCONEL 600 SÜPER ALAŞIMININ TORNALANMASINDA İŞLEME PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin İşlenmesinde Talaş Kırıcı Formunun Takım Aşınmasına ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi

GGG 90 Küresel Grafitli Dökme Demirin İşlenebilirliğinin Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi

İŞLEME PARAMETRELERİNDEN KESME HIZININ INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMIN İŞLENEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ

Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE ÇİFT AÇILI MATKAP UÇLARIN İTME KUVVETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

AISI 304 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KAPLANMIŞ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLA İŞLENMESİ ESNASINDA OLUŞAN TAKIM AŞINMASI

AISI H13 SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN DENEYSEL İNCELENMESİ. Metin ZEYVELİ 1,*, Halil DEMİR 1

Ç1040 VE 11SMnPb37 ÇELİKLERİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE ÜRETİM MALİYETİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIM VE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Ç 5140 Çeliğinin Mekanik Özelliklerinin Takım Aşınması ve Kesme Kuvvetlerine Etkisinin İncelenmesi

316L ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN FREZELENMESİNDE İŞLEME PARAMETRELERİNİN KESME KUVVETLERİ VE TAKIM AŞINMASI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Frezeleme işlemlerinde kesme kuvveti, titreşim ve yüzey pürüzlülüğü sonuçlarının modellenmesi

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Kesici Uç Pah Açısının Kesme Kuvvetleri ve Kesici Takım Gerilmelerine Etkisi

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN SİNTERLENMİŞ KARBÜR KESİCİ TAKIM İLE TORNALAMA İŞLEMİNDE TAKIM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

TEL EROZYON YÖNTEMİ İLE İŞLENEN KALIP ÇELİKLERİNDE İŞLEM PARAMETRELERİNİN YÜZEY KALİTESİNE ETKİSİ

DIN sıcak iş takım çeliğinin testere freze çakılarıyla işlenebilirliğinin araştırılması

SERTLEŞTİRİLMİŞ AISI 1040 ÇELİĞİNİN SERAMİK KESİCİ TAKIMLA İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN TAGUCHİ METODU İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Ti-6A l-4v ALAŞIMININ DELİNMESİNDE KAPLAMA MALZEMESİ VE KESME ŞA RTLA RININ KESME KUVVETLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

PMD23 ÇELİĞİNİN TORNALANMASINDA CBN KESİCİ UÇLARIN KESME PERFORMANSININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE TAKIM AŞINMASI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN BELİRLENMESİ

KANAL TORNA KALEMİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜK PERFORMANSININ OPTİMİZASYONU

Ç4140 MALZEMESİNİN TORNALAMASINDA İLERLEME, KESME HIZI VE KESİCİ TAKIMIN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ, TAKIM ÖMRÜ VE AŞINMAYA ETKİLERİ

Delme işlemlerinde kesme parametrelerinin Taguchi yöntemiyle optimizasyonu

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (4) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (4) : Ahmet Murat PİNAR *1, Korcan FIRAT 2

Serkan ATEŞ. Int.J.Eng.Research & Development,Vol.2,No.1,January

AŞINMIŞ KESİCİ TAKIMLAR İLE ORTOGONAL TALAŞ KALDIRMADA KESME KUVVETLERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

ORTOGONAL KESME İŞLEMİNDE KAPLAMA MALZEMESİNİN TALAŞ MORFOLOJİSİ ÜZERİNDE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

AISI 4140 ÇELİĞİNİN SERT TORNALAMA İŞLEMİNDE KESİCİ TAKIM AŞINMASININ REGRESYON YÖNTEMİ İle İSTATİSTİKSEL OLARAK MODELLENMESİ ÖZET ABSTRACT

CoroMill Plura. Kompozit malzemeler için optimize edilmiş frezeler

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (4) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (4) : Emel KURAM *

AISI 2205 (EN ) PASLANMAZ ÇELİĞİN CNC TORNA TEZGAHINDA İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESME KUVVETLERİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI.

Nikel Esaslı Waspaloy un WC Takımlar ile Farklı Soğutma/Yağlama Şartları Altında Frezelenmesinde Kesme Kuvvetinin Araştırılması

FREZEYLE TORNALAMA YÖNTEMİNİN SÜREÇ MODELLEMESİ

KESİCİ TAKIM AŞINMASI VE İŞ MALZEMESİ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESME KUVVETLERİNE ETKİSİ

The Application of Taguchi Method in Drilling Process for Optimization of Multi Response Problem

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT LABORATUARI DENEY FÖYÜ

AISI 304 östenitik paslanmaz çeliklerde kesme parametrelerine bağlı olarak yüzey pürüzlülüklerinin araştırılması

Farklı Elektrotlar ile Delik Delme İşlemlerinde Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE KESME PARAMETERELERİNİN KESME KUVVETİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Yüksek hassasiyetli taşlama ve kendinden merkezleme sistemiyle üstün bağlama hassasiyeti

CNC Torna Tezgahinda 17-4 PH Paslanmaz Çeliğin ĠĢleme Parametrelerinin Deneysel Olarak Belirlenmesi

HSS alanında etkinlik

Kriyojenik İşlem Uygulanmış Tungsten Karbür Takımların Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisi

AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çeliklerinin Delinmesinde İşleme Parametrelerinin Çapak Oluşumuna Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

SERTLEŞTİRİLMİŞ 30MnVS6 MİKROALAŞIMLI ÇELİĞİN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

YÜKSEK HIZLI TALAŞLI İŞLEMEDE YÜZEY KALİTESİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

ALLOY WITH DIAMOND LIKE CARBON (DLC) COATED DRILLS

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Ti-6Al-4V SÜPER ALAŞIMININ YÜKSEK BASINÇLI SOĞUTMA KULLANILARAK FREZELENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN TAGUCHİ YÖNTEMİ İLE OPTİMİZASYONU

SOĞUTMA/KESME SIVISININ TORNALAMA İŞLEMİNDEKİ PARAMETRELERE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALARIN ÖZETİ

Inconel 718 in Sialon Esaslı Seramik Kesicilerle Frezelenmesinde Minimum Miktarda Yağlamanın Yüzey Pürüzlülüğü Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

ORTAGONAL KESME İŞLEMİNDE KESİCİ TAKIM KAPLAMA MALZEMESİNİN TALAŞ KAYMA AÇISI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN MODELLENMESİ

FREZELEMEDE KESİCİ TAKIM ÇAPI, AĞIZ SAYISI VE TALAŞ AÇISININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE KESİCİ TAKIM SEHİMLERİNE ETKİLERİ ÖZET ABSTRACT

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Tİ-6AL-4V ALAŞIMININ DELİNMESİNDE M42 HSS TAKIMLARA UYGULANAN KRİYOJENİK İŞLEMİN DELİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

AA 6063 Alaşımının Tornalanmasında Ti Alaşımının Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin Araştırılması

Transkript:

15-5 PH PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN TAGUCHİ METODU İLE OPTİMİZASYONU Turgay KIVAK a ve Şerif ÇETİN b a Düzce Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Düzce/TÜRKİYE, turgaykivak@duzce.edu.tr b Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İmalat Mühendisliği Anabilim Dalı, Düzce/TÜRKİYE, ctnsrf@gmail.com Özet Bu çalışmada, 15-5 PH paslanmaz çeliğin tornalanmasında işleme parametrelerinin kesme kuvveti (Fc) üzerindeki etkileri araştırılarak optimum işleme şartlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla kesme hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliği üç farklı seviyede, kesici takım ise iki farklı seviyede tanımlanarak Taguchi nin L18 dikey dizini ile deney tasarımı yapılmıştır. İşleme deneyleri CNC torna tezgâhında kaplamalı sementit karbür kesici takımlar kullanılarak kuru kesme şartları altında gerçekleştirilmiştir. İşleme parametrelerinin Fc üzerindeki etkisi ortaya koymak amacıyla varyans analizi (Anova) yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre kesme kuvveti üzerinde %45,6 katkı oranı ile en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: 15-5 PH, Tornalama, Kesme kuvveti, Taguchi metodu, Anova Abstract OPTIMIZATION OF CUTTING FORCE IN THE TURNING OF 15-5 PH STAINLESS STEEL BY TAGUCHI METHOD In this study, during turning of 15-5 PH stainless steel, effects of machining parameters on cutting force (Fc) were investigated and determination of optimum machining conditions were aimed. With this purpose, cutting speed, feed rate and cutting depth were defined at three different levels whereas cutting tool at two different levels and then the experimental design was made by using Taguchi s L18 orthogonal array. Machining tests were made at CNC turning machine under dry cutting conditions by using coated cementite carbide cutting tools. Variance analysis (Anova) was made for obtaining the effect of machining parameters on Fc. According to the analysis results, the most effective parameter on the cutting force was found to be feed rate with 45.6% contribution. Keywords: 15-5 PH, Turning, Cutting force, Taguchi method, Anova 437

1. GİRİŞ Paslanmaz çelikler, içerisinde en az % 10,5 oranında krom içeren demir esaslı alaşımlar olarak tanımlanırlar. Bu çelikler içeriğindeki katkı elementlerine göre farklı sınıflara ayrılmaktadır. Çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çelikler sınıfında yer alan 15-5 PH martenzitik paslanmaz çeliği yüksek sıcaklığa maruz kalan türbin kanatları, nükleer santraller, havacılık, kimya, petro-kimya ve kağıt endüstrisi gibi birçok endüstri dalında uygulama alanı bulmaktadır. Bu çeliği diğer paslanmaz çelik türlerinden ayıran en önemli özelliği çökelti sertleştirme ısıl işlemi ile sertleştirilebilmekte ve bu sayede mekanik özelliklerinde önemli iyileşmeler elde edilebilmektedir. Mekanik özelliklerinde sağlanan iyileşme ise işlenebilirliği önemli ölçüde zorlaşmaktadır [1-3]. Üretimde en önemli maliyet faktörlerinden birini enerji sarfiyatı oluşturmaktadır. Talaş kaldırma sırasında harcanan güç enerji sarfiyatını belirleyen unsurdur. Tornalama işlemi için gerekli olan güç, kw cinsinden malzeme faktörüne ilave olarak kesme derinliği, ilerleme miktarı ve kesme hızına bağlıdır. Malzemenin özgül kesme direncine bağlı olarak diğer faktörlerin de devreye girmesiyle, talaş kaldırma sırasında ihtiyaç duyulan asıl kesme kuvveti (Fc), talaş kaldırmak için harcanan gücü ve dolayısıyla enerji maliyetini belirleyen en önemli parametredir [4]. Dolayısıyla giriş parametrelerine bağlı olarak doğru kesme kuvvetlerinin tayini, işleme performansı açısından büyük önem taşır. Bu amaçla, kesme parametrelerine bağlı olarak oluşan Fc nin deneysel olarak belirlenmesi ve optimum değerlerin ortaya konulması bu çalışmanın temel amaçlarından birini oluşturmaktadır. Kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği, talaş açısı, uç radyüsü, işlenen parçanın fiziksel ve kimyasal özellikleri, talaş kırıcı geometrisi gibi kesme kuvvetlerini etkileyen birçok parametre vardır. Düşük maliyet ve yüksek kalitede ürünlerin elde edilebilmesi için uygun işleme şartlarının belirlenmesi gereklidir [5-6]. Bu sebeple son yıllarda response surface methodology (RSM), Regression teknikleri, varyans analizi (ANOVA) ve Taguchi metodu gibi işleme parametrelerinin analiz ve optimizasyonuna yönelik birçok istatistiksel model geliştirilmiştir. Taguchi deney tasarımı metodu optimizasyon problemlerinin çözümünde başarılı bir metot olarak ortaya çıkmaktadır. Taguchi metodu kullanılarak nihai sonuca ulaştıracak değişkenler optimize edilmekte ve deney sayısı önemli ölçüde azaltılabilmektedir. Bu sayede deneme yanılma ile ortaya çıkacak üretim maliyetleri önemli ölçüde düşürülerek zaman kaybı en aza indirilebilmektedir. Bu sebeple araştırmacılar için ilgi odağı olmaktadır [7]. Kayır ve arkadaşları AISI 316Ti paslanmaz çeliğin tornalanmasına yönelik bir Taguchi modeli oluşturmuşlardır. Deneyler klasik bir tornalama tezgâhında yapılmış ve kesici uç yarıçapı, kesici uç formunun ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi araştırılmıştır. Yüzey pürüzlülükleri için S/N ve etki grafikleri oluşturulmuştur. Deney sonuçları, yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili faktörün ilerleme hızı olduğunu göstermiştir [8]. Kıvak tarafından yapılan çalışmada kaplamalı insertler ile kuru kesme şartları altında Hadfield çeliğinin frezelenmesinde yanak aşınması ve yüzey pürüzlülüğünün optimizasyonu için Taguchi metodu kullanılmıştır. Taguchi nin L18 düşey dizini kullanılarak CNC dik işleme merkezinde bir dizi deney yapılmıştır. İşleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve yanak aşınması üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. Analiz sonuçları, yüzey pürüzlülüğünü etkileyen en önemli faktörün ilerleme hızı olduğu ve yanak aşınmasını etkileyen en önemli faktörün ise 438

kesme hızı olduğunu göstermiştir [9]. Yücel ve Günay yüksek alaşımlı beyaz dökme demirin (Ni-Hard) tornalanmasında kesme kuvvetinin modellenmesi üzerine çalışma yapmışlardır. Taguchi L18 deney tasarımına göre CNC torna tezgâhında yapılan kesme deneyleri sonucunda kesme kuvvetleri belirlenmiştir. Deneyler, seramik ve CBN olmak üzere iki farklı kesici takım ile kesme hızı, ilerleme miktarı ve kesme derinliğinin üç farklı seviyesi seçilerek gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar kullanılarak yapılan varyans analizi ile değişkenlerin Fc üzerindeki etki seviyeleri belirlenmiştir. Son olarak, çoklu regresyon analizi uygulanarak esas kesme kuvvetinin (Fc) istatistiksel modeli geliştirilmiştir [10]. Bu çalışmada, 15-5 PH paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesme kuvvetinin optimizasyonu için Taguchi metodu kullanılmıştır. Deneyler sonucunda kesme parametrelerine bağlı olarak elde edilen Fc değerleri için varyans analizi (ANOVA) yapılarak işleme parametrelerinin Fc üzerindeki etkisi incelenmiştir. 2. MATERYAL ve METOT Tornalama deneyleri, maksimum devri 3500 dev/dak olan Johnford TC 35 (10kW) marka CNC torna tezgâhında, kuru kesme şartları altında ISO 3685 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. İşleme deneylerinde Ø40x300 mm ebatlarında çökelme ile sertleştirilebilen 15-5 PH martenzitik paslanmaz çelik deney numunesi kullanılmıştır. 15-5 PH paslanmaz çeliği çökelti sertleştirme ısıl işlemi ile sertleştirilebilmekte ve bu sayede mekanik özelliklerinde önemli iyileşmeler elde edilebilmektedir. Ancak bu çalışmada kullanılan deney numunesine herhangi bir ısıl işlem uygulanmamış olup sertliği 32 HRC dir. Numuneye ait kimyasal bileşim değerleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. 15-5 PH paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimi C Si Mn P S Cr Ni Cu Nb Ta Fe 0,07 0,338 0,791 0,022 0,004 15,02 5,08 3,53 0,325 0,15 Kalan Kesici takım olarak Sandvik Coromant firmasından temin edilen SNMG 12 04 08 geometrisine sahip iki farklı kaplama yöntemiyle kaplanmış (PVD, CVD) sementit karbür kesici takımlar kullanılmıştır. Kesici takım ve kaplama malzemelerine ait teknik özellikler Tablo 2 de verilmiştir. Kesici takımların torna tezgâhına bağlanmasında PSBNR 2525 M 12 torna kateri kullanılmıştır. 439

Tablo 2. Kesici takım ve kaplamalara ait teknik özellikler Kaplama Kaplama Kalite Kapalma Sertlik metodu PVD malzemesi TiAlN-AlCrO (ISO) GC1125 kalınlığı (µm) 4 (Hv) 1640 CVD TiCN-Al2O3-TiN GC 2025 5,5 1350 Kesme kuvveti ölçümleri CNC torna tezgâhına bağlanan Kistler 9257-B tipi dinamometre ile gerçekleştirilmiştir. Dinamometreden gelen sinyallerin veri okuma kartına aktarılmasında Kistler 5070-A tipi çok kanallı amplifier kullanılmıştır. Dinamometre ile ölçülen esas kesme kuvveti (Fc) değerleri DynoWare programı yardımı ile sayısal değerlere dönüştürülmüştür. 3. DENEY TASARIMI Taguchi deneysel tasarım metodunda öncelikle kalite özelliklerini doğrudan etkileyecek olan etkenlerin belirlenmesi gerekmektedir. Yapılan çalışmada kalite özellikleri olarak kesme kuvveti esas alınmıştır. Deneylerde dikkate alınacak parametreler ise kaplama malzemesi (iki farklı kaplama), kesme hızı (Vc-m/dak), ilerleme hızı (f-mm/dev) ve kesme derinliği (ap-mm) olarak belirlenmiştir. Belirlenen parametreler ve seviyeleri Tablo 3 te verilmiştir. Bu parametre ve seviyeleri dikkate alınarak Taguchi nin L18 dikey dizinine göre işleme deneyleri yapılmıştır (Tablo 4). Tablo 3. İşleme parametreleri ve seviyeleri Kontrol faktörleri Sembol Seviye 1 Seviye 2 Seviye 3 Kaplama malzemesi A PVD CVD - Kesme hızı (m/dak) B 150 200 250 İlerleme hızı (mm/dev) C 0,1 0,2 0,3 Kesme derinliği (mm) D 0,5 1 1,5 440

Tablo 4. Taguchi L 18 deney tasarımı Deney no. Faktör A Faktör B Faktör C Faktör D 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 3 1 1 3 3 4 1 2 1 1 5 1 2 2 2 6 1 2 3 3 7 1 3 1 2 8 1 3 2 3 9 1 3 3 1 10 2 1 1 3 11 2 1 2 1 12 2 1 3 2 13 2 2 1 2 14 2 2 2 3 15 2 2 3 1 16 2 3 1 3 17 2 3 2 1 18 2 3 3 2 4. DENEY SONUÇLARI ve ANALIZ 4.1. S/N oranlarının analizi Kesme kuvvetleri işleme esnasında kesici takım üzerine gelen yükleri belirleyen en önemli faktörlerden birisidir. Kesici takım üzerine gelen yüklerin azaltılması ise kesici takımın daha uzun süre çalışmasına imkân tanımaktadır. Kesme şartlarının optimum seviyelerinin belirlenmesinde S/N oranları kullanılmaktadır. Çalışmanın temel amacı en düşük kesme kuvveti değerlerini elde etmek olduğundan S/N oranlarının hesaplanması için en küçük en iyi eşitliği kullanılmıştır. Table 5 te deneysel çalışma sonucunda elde edilen kesme kuvveti değerleri ve bunlara karşılık gelen S/N oranları yer almaktadır. Yapılan tornalama deneyleri sonucunda kesme kuvvetlerinin ortalama değeri 430,5 N olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde S/N oranlarının ortalama değeri sırasıyla -51,62 db olarak hesaplanmıştır. 441

Tablo 5. Deney sonuçları ve S/N oranları Kontrol faktörleri Den. No. A Kesici takım (Kt) B Kesme hızı (V) C İlerleme hızı (f) D Kesme derinliği (ap) Kesme kuvveti, Fc (N) S/N oranı (db) 1 PVD 150 0,1 0,5 156-43,86 2 PVD 150 0,2 1,0 444-52,94 3 PVD 150 0,3 1,5 859-58,67 4 PVD 200 0,1 0,5 180-45,10 5 PVD 200 0,2 1,0 452-53,10 6 PVD 200 0,3 1,5 867-58,76 7 PVD 250 0,1 1,0 257-48,19 8 PVD 250 0,2 1,5 612-55,73 9 PVD 250 0,3 0,5 345-50,75 10 CVD 150 0,1 1,5 372-51,41 11 CVD 150 0,2 0,5 251-47,99 12 CVD 150 0,3 1,0 623-55,88 13 CVD 200 0,1 1,0 258-48,23 14 CVD 200 0,2 1,5 616-55,79 15 CVD 200 0,3 0,5 349-50,85 16 CVD 250 0,1 1,5 283-49,03 17 CVD 250 0,2 0,5 245-47,78 18 CVD 250 0,3 1,0 580-55,26 Kesme kuvvetileri üzerinde her bir kontol faktörünün analizi S/N yanıt tablosu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kemse kuvvetleri için S/N yanıt tablosu Tablo 6 da verilmiştir. Taguchi tekniği kullanılarak oluşturulan bu tablo optimum kesme kuvveti değerleri için kontrol faktörlerinin optimum seviyelerini göstermektedir. Tablo 6 da verilen Fc için kontrol faktörlerinin seviye değerleri Şekil 1 deki grafikte gösterilmiştir. 442

Ortalama S/N oranları (db) 5. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 2014), 23-25 Ekim 2014 Bursa Tablo 6. Kesme kuvveti için S/N yanıt tablosu Kontrol faktörleri A B C D Seviyeler Seviye 1-51,91-51,80-47,64-47,73 Seviye 2-51,36-51,97-52,23-52,27 Seviye 3 - -51,13-55,04-54,90 Delta 0,54 0,85 7,39 7,18 Herhangi bir kontrol faktörü için en iyi seviye o kontrol faktörünün tüm seviyeleri içerisindeki en büyük S/N oranına göre bulunmuştur. Buna göre en iyi Fc değerini veren faktörlere ait seviyeler ve S/N oranları, faktör A (Seviye 2, S/N=-51,36), faktör B (Seviye 3, S/N=-51,13), faktör C (Seviye 1, S/N=-47,64) ve faktör D (Seviye 1, S/N=-47,73) olarak belirlenmiştir. Diğer deyişle optimum Fc değeri CVD TiCN-Al2O3-TiN kaplanmış takımla (A2), 250 m/min kesme hızında (B3), 0,1 mm/dev ilerleme hızında (C1) ve 0,5 mm kesme derinliğinde (D1) elde edilmiştir Main (Şekil Effects 1). Plot for SN ratios Data Means -47-48 A, [Kt] B, [V (m/dak)] C, [f (mm/dev)] D, [ap (mm)] -49-50 -51-52 -53-54 -55-56 PVD CVD 150 200 250 0,1 0,2 0,3 0,5 1 1,5 Signal-to-noise: Smaller is better Şekil 1. Kesme kuvveti için kontrol faktörlerinin S/N oranları ana etki grafiği 443

4.2. Deney sonuçlarının değerlendirilmesi Deneysel çalışma sonucunda elde edilen kesme kuvvetlerindeki değişimler Şekil 2 ve Şekil 3 teki grafiklerde verilmiştir. Grafikler incelendiğinde genel olarak kesme hızı ve kesici takım kaplama tipinin, kesme derinliği ve ilerleme hızına göre kesme kuvvetlerinin değişimi üzerinde çok büyük etkiye sahip olmadığı söylenebilir. Ancak kendi içinde değerlendirildiğinde kesme hızındaki artışla birlikte kesme kuvvetleri azalma eğilimi göstermiştir. Artan kesme hızı kesme bölgesindeki sıcaklıkları artırarak malzemenin akma mukavemetini düşürmekte buna bağlı olarak ta kesme kuvvetleri düşüş eğilimi göstermektedir [11]. Kaplama malzemesinin etkisine bakıldığında ise en düşük kesme kuvveti değerleri CVD TiCN-Al2O3-TiN kaplı takımla (faktör 2) yapılan işleme deneylerinden elde edilmiştir. En üst katmanda yer alan TiN kaplamanın sahip olduğu düşük sürtünme katsayısı ile kesme kuvvetlerinin düşmesi üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir. Sonuç olarak az da olsa CVD kaplı takım PVD kaplı takıma üstünlük sağlamıştır. Şekil 3 te verilen grafik incelendiğinde ise yüzey formlarındaki eğilimler, kesme derinliği ve ilerleme hızının kesme kuvvetlerinin değişimi üzerinde önemli etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Artan kesme derinliği ve ilerleme hızı kesme kuvvetlerini önemli ölçüde arttırmıştır. Bu durum birim zamanda kaldırılan talaş hacminin artması ile kesici takım üzerine gelen yüklerin artmasına atfedilmiştir. Surface Plot of Fc vs Kt; V 800 Fc (N) 600 400 200 2 150 200 V (m/dak) 250 1 Kt Şekil 2. Kese hızı ve kesici takım kaplama tipine bağlı olarak kesme kuvvetlerinin değişimi 444

Surface Plot of Fc vs f; ap 5. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 2014), 23-25 Ekim 2014 Bursa 800 Fc (N) 600 400 200 0,3 0,5 1,0 ap (mm) 1,5 0,1 0,2 f (mm/dev) Şekil 3. Kesme derinliği ve ilerleme hızına bağlı olarak kesme kuvvetlerinin değişimi 4.3. Varyans analizi (Anova) Anova deney tasarımında bulunan tüm kontrol faktörlerinin bireysel etkileşimlerini belirlemek için kullanılan istatistiksel bir metod dur [12]. Bu çalışmada, kesme kuvveti üzerinde kesici takım, kesme hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliğinin etkilerini analiz etmek için Anova kullanılmıştır. Kemse kuvvetleri için Anova sonuçları Tablo 7 de verilmiştir. Yapılan bu analiz %95 güven seviyesinde gerçekleştirilmiştir. Tabloda yer alan P değeri 0.05 den kücük olduğunda faktörün çıktı üzerindeki etkisinin istatistiksel olarak anlamlı olduğu kabul edilmektedir. Kesme hızı hariç diğer faktörlere ait P değerlerinin 0,05 den küçük olması, deneysel çalışmada kullanılan bu faktörlerin kesme kuvveti üzerinde belirli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Faktörlerin etki düzeylerinin (katkı oranı) belirlenmesinde ise yine tabloda yer alan F değerleri dikkate alınmaktadır. Tablo 7 ye göre kesme kuvveti üzerinde faktör A, B, C ve D nin yüzde katkıları sırasıyla %2,03, %1,30, %45,6 ve %44,11 olarak bulunmuştur. Bu nedenle kesme kuvvetini etkileyen en önemli faktör ilerleme hızı (faktör C) dır. Hata yüzdesi oldukça düşük olup Fc için %6,96 olarak bulunmuştur. İstatistiksel analiz sonuçları deneysel çalışmadan elde edilen sonuçları doğrular niteliktedir. 445

Table 7. Kesme kuvvetleri için Anova tablosu Faktörler Serbestlik derecesi Kareler toplamı Kareler ortalaması F değeri P değeri Katkı oranı (%) A 1 19668 19668 5,98 0,035 2,03 B 2 17054 8527 2,59 0,124 1,30 C 2 373816 186908 56,78 0,000 45,60 D 2 361814 180907 54,96 0,000 44,11 Error 10 32915 3292 - - 6,96 Total 17 805268 - - - 100 6. SONUÇLAR Bu çalışmada, PVD ve CVD kaplı takımlarla 15-5 PH paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesme kuvvetini etkileyen işleme parametrelerinin optimizasyonunda Taguchi metodu kullanılmıştır. Yapılan çalışma neticesinde aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Kesme kuvvetini minimize etmek için kontrol faktörlerinin optimum seviyelerinin belirlenmesinde S/N oranları kullanılmıştır. Optimum kesme kuvveti değeri CVD TiCN-Al2O3-TiN kaplanmış takımla (A2), 250 m/min kesme hızında (B3), 0,1 mm/dev ilerleme hızında (C1) ve 0,5 mm kesme derinliğinde (D1) elde edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre deneysel çalışmada kullanılan tüm parametrelerin kesme kuvveti üzerinde etkili olduğu ancak %45,6 katkı oranı ile en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu görülmüştür. CVD TiCN-Al2O3-TiN kaplı takım düşük kesme kuvveti değerlerinin elde edilmesi açısından PVD TiAlN-AlCrO kaplı takıma üstünlük sağlamıştır. TEŞEKKÜR Yazarlar bu çalışmayı; 2014.07.04.217 No lu Proje ile destekleyen Düzce Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı na teşekkür eder. 446

KAYNAKLAR [1] Kumar, A., Balajı, Y., Eswara Prasad, N., Gouda, G., Tamılmanı, K. 2013. Indigenous development and airworthiness certification of 15 5 PH precipitation hardenable stainless steel for aircraft applications, Indian Academy of Sciences, Volume 3, Pages 83 23 [2] Junior, A.B., Diniz, A.E., Filho F.T. 2009. Tool wear and tool life in end milling of 15 5 PH stainless steel under different cooling and lubrication conditions, Int J Adv Manuf Technol., Volume 43, Pages 756 764 [3] Mondelin, A., Valiorgue, F., Rech, J., Coret, M., Feulvarch E. 2012. Hybrid model for the prediction of residual stresses induced by 15-5PH steel turning, International Journal of Mechanical Sciences, Volume 58, Pages 69 85 [4] Çakır, M.C. 2000. Principles of modern metal cutting, Vipaş A.Ş, Bursa, Turkey, Pages 350-390 [5] Tamas, S. 1999. Cutting force modeling using artificial neural networks, J. Mater. Process Technol, Volume 92, Pages 344 349. [6] Singh, P.D., Rao, V. 2007. A surface roughness prediction model for hard turning process, Int J Adv Manuf Technol, Volume 32, Pages 1115 1124 [7] Meral, G.,Sarıkaya, M., Dilipak, H. 2011. Delme işlemlerinde kesme parametrelerinin Taguchi yöntemiyle optimizasyonu, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt 27, Sayı 4, S. 332-338 [8] Kayır, Y., Aslan, S., Aytürk A. 2013. AISI 316Ti paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesici uç etkisinin Taguchı yöntemi ile analizi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., Cilt 28, Sayı 2, S. 363-372 [9] Kıvak, T. 2014. Optimization of surface roughness and flank wear using the Taguchi method in milling of Hadfield steel with PVD and CVD coated inserts, Measurement, Volume 50, Pages 19-28 [10] Yücel, E., Günay, M. 2012. Yüksek alaşımlı beyaz dökme demirlerin (ni-hard) tornalanmasında kesme kuvvetinin modellenmesi, 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 04-05 Ekim 2012, Ankara, Türkiye [11] Çiftçi, İ. 2005. Östenitik paslanmaz çeliklerin işlenmesinde kesici takım kaplamasının ve kesme hızının kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkisi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 20, Sayı 2, S. 205-209 [12] Aggarwal A, Singh H, Kumar P, Singh M. 2008. Optimizing power consumption for CNC turned parts using response surface methodology and Taguchi s technique-a comparative analysis, Journal of Materials Processing Technology, Volume 200, Pages 373 384. 447