AISI 1040 çeliğin tornalanmasında kesme kuvvetlerinin ve titreşimlerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi

Abstract

Bu çalışmada kuru tornalama işlemi boyunca kesme kuvveti ve kesme takımında oluşan titreşimin yüzey pürüzlülüğüne etkisi incelenerek detaylı literatür araştırmasıyla optimum kesme parametreleri belirlenmeye çalışılmıştır. Deneyler (CNMG 120404-NM KLP 115) formundaki sementit karbür kesme takımı kullanılarak yapıldı. İşlemler üç farklı kesme hızında (87 m/dak, 143 m/dak, 238 m/dak), üç farklı ilerleme oranında (0.052 mm/dev, 0.104 mm/dev, 0.156 mm/dev) ve üç farklı kesme derinliğinde (0.5 mm, 1 mm. 1.5 mm) gerçekleştirilmiştir. 250 mm uzunluk ve 50 mm çapında AISI 1040 çeliği iş parçası kullanılarak toplamda 27 adet deney gerçekleştirildi. Kesme kuvvetleri ve titreşimler işlem süresince ölçülürken, yüzey pürüzlülüğü testlerden sonra iş parçasının beş farklı noktasından ölçüldü. Daha sonra bu değerlerin ortalaması alındı. Ölçülen bu değerlere göre titreşim ve yüzey pürüzlülüğü arasındaki ilişki değerlendirildi. Ayrıca, farklı kesme şartları altında dinamometre yardımıyla ölçülen kesme kuvvetleri Dynoware programı ile, ve ivme ölçer yardımıyla ölçülen titreşim de Labview programı ile analiz edildi. Ek olarak, hangi frekansta hangi genlikte takım titreşiminin oluştuğunu gözlemlemek için Matlab programında FFT grafikleri oluşturuldu. Yüzey pürüzlülüğü titreşimin artmasıyla arttığı görüldü. Bu durum ile titreşimin yüzey pürüzlülüğü üzerinde olumsuz bir etki oluşturduğunu söyleyebiliriz.

In this study, It was tried to determine the optimum cutting parameters thanks to detailed research by examining the influences of cutting force and cutting tool vibrations on surface roughness during lathe dry turning process. Machining tests were performed using cementide carbide cutting tool which has from (CNMG 120404-NM KLP 115). The machining tests were carried out at three different cutting speeds (87 m/min, 143 m/min, 238 m/min), at three different feed rates (0.052 mm/rev, 0.104 mm/rev, 0.156 mm/rev) and at three different depth of cut (0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm). Using 250 mm length and 50 diameter AISI 1040 steel as workpiece were carried out total of 27 machining tests. Cutting forces and vibrations were measured during the process. Surface roughness values of the machined surface were measured from five different point on the workpiece after mechanic tests. Then the average surface roughness values were measured. According to the measured values were evaluationed relation between vibration and surface roughness. Also, measured cutting force thanks to dynomometer on machining tests under different cutting conditions were analysied by Dynoware programme and measured vibration values thanks to acceleration were analysied by Labview programme. In addition, FFT chats (Fast Fourier Transform) were set up on Matlab to examine measured cutting tool vibrations at which frequency and at which amplitude. Surface roughness increased when vibration increased. This shows the effect of vibration is negative effect over the surface roughness.