Inconel 625 tornalama işleminde kesme kuvvetleri, kesici takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğüne etkiyen parametrelerin deneysel araştırılması ve matematiksel modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Taguchi deneysel tasarım metodu kullanılarak kesme parametrelerinin kesme kuvvetleri, kesici takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. İmalat parametrelerinin etkilerinin incelenmesi için Taguchi L9 ortogonal dizi kullanılmıştır. Optimum talaş kaldırma koşulları, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti ile hesaplanan sinyal/gürültü (S/N) oranını kullanarak belirlenmiştir. Analiz sonuçları kullanılarak, parametrelerin ortalama yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvveti üzerindeki etkileri Minitab17 üzerinde ANOVA (varyans analizi) metodu ile hesaplanmıştır. Yapılan deneylerde ısıl işlem görmüş ve görmemiş formlardaki Inconel 625 çeliği kullanılmıştır. Ortogonal kesme işleminin sayısal simülasyonu Deform 3D ile FEM modellemesiyle yapılmıştır. Inconel 625 çeliğin farklı işleme rejimlerindeki (v,f,a) soğutma olmaksızın tornalanması sırasındaki güçlü kesici ağza sahip kesici metal takımın aşınma sonuçları elde edilmiştir. Deneysel ve sayısal sonuçların oldukça yakın olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada, CNC tornalama işleminde imalat parametrelerinin, maksimum kesme kuvveti, kesici takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü açısından optimize edilmesinde Taguchi tekniğinin oldukça başarılı olduğu sonucuna varılmıştır.

In this study was determined the effects of cutting parameters on cutting forces, tool wear and surface roughness based on Taguchi experimental design. Taguchi L9 orthogonal array is used to investigate the effects of machining parameters. Optimal cutting conditions are determined using the signal/noise (S/N) ratio which is calculated by average surface roughness and cutting force. Using results of analysis, effects of parameters on both average surface roughness and cutting forces are calculated on Minitab 17 using ANOVA method. The material Inconel 625 steel which is investigated in two state with heat treatment and withouth heat treatment. Numerical simulation of orthogonal cutting operation using FEM modeling with Deform 3D. The results of tool wear of metal cutting tool with strong cutting blade are given during the turning of Inconel 625 steel by changing the cutting regimes (v, f, a), without cooling means. The predicted and calculated values with measurement are very close to each other. Confirmation test of results showed that the Taguchi method was very successful in the optimization of machining parameters for maximum cutting forces, cutting tool wear and surface roughness during CNC turning process.