This study explores the best finish turning conditions for AISI 5140 tempered steel which is commonly used in automotive, agriculture and construction sectors thanks to its high strength and toughness properties. The steel is proper for surface hardening which makes it a perfect option to employ in various engineering applications. However, there are a few studies about this material and no paper is seen on finish turning operation which is highly critical to prepare the parts for workspace. Therefore, this work focuses on the impacts of feed rate, cutting speed and depth of cut parameters on roughness of workpiece along with cutting force and cutting temperatures while dry cutting of AISI 5140 steel. The results of the experiments evaluated with statistical analysis and Taguchi’s optimization approach. Accordingly, cutting speed is the dominant parameter on all response parameters namely surface roughness, cutting force and temperature with 92.6%, 61.6% and 91.6% contribution rate respectively. For maximum surface quality, highest cutting depth (0.3 mm) and cutting speed (200m/min) along with lowest feed rate (0.15 mm/rev) should be employed. Such an approach is expected to be a guide for the practical applications where tempered steels are used in different engineering disciplines.
Bu çalışmada, yüksek mukavemet ve tokluk özellikleri nedeniyle otomotiv, tarım ve inşaat sektörlerinde yaygın olarak kullanılan AISI 5140 temperli çeliğin en iyi son tornalama koşulları araştırılmaktadır. Çelik, yüzey sertleştirmeye uygundur ve bu da onu çeşitli mühendislik uygulamalarında mükemmel bir seçenek haline getirir. Ancak bu malzeme ile ilgili az sayıda çalışma mevcut olup, parçaların çalışma alanına hazırlanması açısından son derece kritik olan finiş tornalama işleminde herhangi bir kağıt görülmemektedir. Bu nedenle bu çalışma, AISI 5140 çeliğinin kuru kesimi sırasında ilerleme hızı, kesme hızı ve kesme derinliği parametrelerinin, kesme kuvveti ve kesme sıcaklıklarının yanı sıra iş parçasının pürüzlülüğü üzerindeki etkilerine odaklanmaktadır. Deneylerin sonuçları istatistiksel analiz ve Taguchi'nin optimizasyon yaklaşımıyla değerlendirildi. Buna göre kesme hızı, yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvveti ve sıcaklık gibi tüm yanıt parametrelerinde sırasıyla %92,6, %61,6 ve %91,6 katkı oranıyla baskın parametredir. Maksimum yüzey kalitesi için en yüksek kesme derinliği (0,3 mm) ve kesme hızı (200 m/dak) ile en düşük ilerleme hızı (0,15 mm/dev) kullanılmalıdır. Böyle bir yaklaşımın, temperlenmiş çeliklerin farklı mühendislik disiplinlerinde kullanıldığı pratik uygulamalar için yol gösterici olması beklenmektedir.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Manufacturing Management, Optimization in Manufacturing |
Journal Section | Makaleler |
Authors | |
Early Pub Date | April 25, 2024 |
Publication Date | June 14, 2024 |
Submission Date | November 21, 2023 |
Acceptance Date | December 16, 2023 |
Published in Issue | Year 2023 |