AISI 1050 Takım Çeliğinin Tornalanmasında Yüzey Kalitesinin Deneysel Optimizasyonu

Abstract

Yüzey özellikleri, makine bileşenlerinin uyumluluğunu ve uzun ömürlülüğünü önemli ölçüde etkiler. Bu çalışmada, farklı işleme koşulları altında AISI 1050 takım çeliğinin tornalanması sırasında gözlemlenen yüzey pürüzlülüğündeki değişimler analiz edilmiştir. Taguchi L32 deneysel tasarım yöntemi kullanılarak, yüzey pürüzlülüğü değişimlerine göre optimum işleme koşulları belirlenmiştir. Doğrulama deneyleri, hesaplanan güven aralığı (CI) içinde sonuçlar vermiş ve Taguchi yönteminin işleme parametrelerini optimize etmedeki etkinliğini doğrulanmıştır.

Keywords

• AISI 1050
• Takım çeliği
• CNC Torna
• Tornalama
• Yüzey pürüzlülüğü
• Optimizasyon

Experimental Optimization of Surface Quality in Turning of AISI 1050 Tool Steel

Abstract

Surface properties significantly influence the compatibility and longevity of machine components. This study analyzed the variations in surface roughness observed during the turning of AISI 1050 tool steel under different machining conditions. Employing the Taguchi L32 experimental design method, optimal machining conditions were determined based on surface roughness variations. The confirmation experiments yielded results within the calculated confidence interval (CI), validating the effectiveness of the Taguchi method in optimizing machining parameters.

Keywords

• AISI 1050
• Tool Steel
• CNC Lathe
• Turning
• Surface Roughness
• Optimization

References

1. [1] Ş. Karagöz, “Su verilmiş ve temperlenmiş çelikler üzerine mikroyapısal incelemeler,” Kocaeli, 2007, pp. 731–733.
2. [2] Ö. Erkan ve E. Yücel, “Parmak frezelenen AA 7075 malzemenin yüzey pürüzlülüğünün kesme parametreleri ve takım geometrisi ile olan ilişkisinin optimizasyonu,” in Proc. Int. Eurasian Conf. Sci., Eng. Technol., Ankara, Turkey, Nov. 22–23, 2018.
3. [3] H. Dilipak ve V. Yılmaz, “AISI 1050 çeliğinin karbür takımlarla frezelenmesinde oluşan titreşimlerin incelenmesi ve istatistiksel analizi,” Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., vol. 27, no. 2, pp. 285–294, 2012.
4. [4] V. Yılmaz, “Frezeleme uygulamalarında işleme parametrelerinin sebep olduğu titreşimlerin incelenmesi,” M.S. thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gazi Üniversitesi, 2009.
5. [5] B. Avcı, Ö. B. Varal, İ. Dalmış, and S. O. Yılmaz, “Examination of surface hardness and roughness of AISI 1050 steel material in milling based on surface processing conditions,” Eur. J. Eng. Appl. Sci., vol. 7, no. 1, pp. 27–34, 2024.
6. [6] S. Yağmur, “AISI 1050 çeliğinin tornalanmasında minimum miktarda yağlamanın (MMY) kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlüğü üzerindeki etkisinin araştırılması,” Gazi Univ. J. Sci. Part C: Design and Technology, pp. 1–1, 2023.
7. [7] B. Yılmaz ve A. Güllü, “AISI 1050 çeliğin tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve talaş oluşumu üzerine etkilerinin araştırılması,” Pamukkale Univ. J. Eng. Sci., vol. 26, no. 4, pp. 628–633, 2020.
8. [8] H. Gürün, H. Dilipak, Ö. Asal, ve E. Ay, “AISI 1050 çeliğinin tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin incelenmesi,” in Proc. IV. Int. Conf. Eng. Nat. Sci. (ICENS), Kiev, Ukraine, 2018.

9. [9] S. Yağmur, R. Çakıroğlu, A. Acır, and U. Şeker, “AISI 1050 çeliğinin delinmesinde itme kuvvetinin taguchi metodu ile optimizasyonu,” Gazi Univ. J. Sci. Part C: Design and Technology, vol. 5, no. 2, pp. 241–246, 2017.
10. [10] Ş. Baday, “Küreselleştirme isıl işlemi uygulanmış AISI 1050 çeliğin tornalanmasında esas kesme kuvvetlerinin yapay sinir ağları ile modellenmesi,” Technol. Appl. Sci., vol. 11, no. 1, pp. 1–9, 2016.
11. [11] U. Çaydaş ve M. Çelik, “AISI 1050 çeliğinin çoklu takımlarla eş zamanlı tornalanması,” in Proc. Int. Sci. Symp. (ISS2016), Sept. 1–4, 2016.
12. [12] H. Gürbüz, “Farklı kesme parametrelerinde kaplamalı ve kaplamasız kesici takımlar ile AISI 1050 çeliğin tornalanmasında oluşan esas kesme kuvvetlerinin incelenmesi ve istatiksel olarak analizi,” Batman Univ. J. Life Sci., vol. 5, no. 2, 2015.
13. [13] G. Meral, M. Sarıkaya, H. Dilipak, and U. Şeker, “Multi-response optimization of cutting parameters for hole quality in drilling of AISI 1050 steel,” Arab. J. Sci. Eng., vol. 40, pp. 3709–3722, 2015.
14. [14] Kalite Metalurji, “1050 imalat çeliği.” [Online]. Available: http://kalitemetalurji.com.tr/urunlerimiz/imalatcelikleri/1050-imalat-celigi/. [Accessed: Nov. 27, 2024].
15. [15] MatWeb, “Online materials information resource.” [Online]. Available: https://www.matweb.com.
16. [16] R. Akdere, “Sertleştirilmiş AISI H10A çeliğinin CBN kesici takımlarla işlenebilirliğinin incelenmesi,” M.S. thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016.
17. [17] G. Samtaş ve S. Korucu, “Temperlenmiş alüminyum 5754 alaşımının frezelenmesinde kesme parametrelerinin Taguchi metodu kullanılarak optimizasyonu,” Düzce Univ. J. Sci. Technol., vol. 7, no. 1, pp. 45–60, 2019.
18. [18] T. Hill and P. Lewicki, Methods and Applications: A Comprehensive Reference for Science, Industry, Mining. StatSoft, USA, 2006.
19. [19] N. Mandal, B. Doloi, B. Mondal, and R. Das, “Optimization of flank wear using zirconia toughened alumina (ZTA) cutting tool: Taguchi method and regression analysis,” Measurement, vol. 44, no. 10, pp. 2149–2155, 2011.
20. [20] R. K. Roy, A Primer on the Taguchi Method. Competitive Manufacturing Series. Van Nostrand Reinhold, New York, 1990.
21. [21] F. Kara, “Optimization of surface roughness in finish milling of AISI P20+S plastic-mold steel,” Mater. Tehnol., vol. 52, no. 2, pp. 195–200, 2018.
22. [22] Y. T. Liu, W. C. Chang, and Y. Yamagata, “A study on optimal compensation cutting for an aspheric surface using the Taguchi method,” CIRP J. Manuf. Sci. Technol., vol. 3, pp. 40–48, 2010.
23. [23] P. J. Ross, Taguchi Techniques for Quality Engineering, 2nd ed. McGraw-Hill, USA, 1996.
24. [24] A. M. Pınar, E. Atik ve U. Çavdar, “AA 7075 alüminyum alaşımının frezelenmesinde kesme hızı, ilerleme oranı, işleme deseni ve talaş derinliği işlem parametrelerinin yüzey kalitesi üzerindeki etkilerinin incelenmesi,” in Proc. 2nd Nat. Des. Manuf. Anal. Congr., Balıkesir, Turkey, 2010.
25. [25] W. Y. Fowlkes and C. M. Creveling, Engineering Methods for Robust Product Design: Using Taguchi Methods in Technology and Product Development. Prentice Hall, New Jersey, USA, 1995.