Sertleştirilmiş soğuk iş takım çeliğinin işlenmesinde kesici takımda oluşan gerilmelerin modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, sertleştirilmiş DIN 1.2210 soğuk iş takım çeliği malzemesi üzerinde sert tornalama yöntemiyle işleme deneyleri yapılmıştır. Taguchi L27 deney tasarımı uygulanarak gerçekleştirilen deneyler sonrasında; kesme derinliği, ilerleme miktarı, kesme hızı ve kesici uç yarıçapının kesici takımda oluşan kesme kuvveti ve gerilmeler üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Öncelikle, CNC torna tezgâhında yapılan sert tornalama işleminde, kaplamasız seramik kesici takımlar kullanılarak Kistler 9257B tipi dinamometre ile kesme kuvvetleri ölçülmüştür. Deneysel olarak elde edilen kuvvet değerleri kullanılarak ANSYS paket programı yardımıyla kesici takımda meydana gelen gerilmeler analiz edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ölçülen esas kesme kuvveti (Fc) ve paket programdan elde edilen von Mises (SEQV) gerilmeleri için yapay sinir ağları (YSA) yöntemine dayalı matematiksel modeller oluşturulmuştur. Elde edilen Fc değerleri ve SEQV gerilmeleri için grafik halinde yorumlanarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Varyans analizi sonuçlarına göre; Fc üzerinde en önemli faktör kesme derinliği olurken, ikinci önemli faktör ilerleme miktarı olarak tespit edilmiştir. Ölçülen Fc ve hesaplanan SEQV değerleri ile bunların YSA modelleri sonuçlarının uygunluğu çeşitli hata kontrol yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Fc ve SEQV değerleri için yapılan deney/analiz çalışmaları, özellikle belirlilik katsayısı (R2)'nın % 99 olarak bulunmasıyla onaylanmıştır.

In this study, machining experiments on DIN 1.2210 hardened cold work tool steel by hard turning process were carried out. The effects of cutting depth, feed rate, cutting speed and tool nose radius on cutting forces and stresses in cutting tool were determined in the experiments carried out with L27 experimental design. In this study on ceramic cutting tools, stresses on cutting tool were analyzed with ANSYS package program by the help of cutting forces measured by dynamometer. In the last part of the study, mathematical model of measured cutting forces and analyzed stresses were created. The resultant cutting force and cutting tool stresses values were graphically interpreted, the results were evaluated. Applied mathematical model with artificial neural networks (ANN) were compared with actual values. These comparisons were graphically interpreted and the results were discussed. According to analysis of variance, while depth of cut has become the most important factor on Fc, feed rate has become second important factor. Relevance of computed values with mathematical models developed by ANN and actual values of Fc and SEQV were approved by % 99 R2.