Ti6Al4V Malzemesinin Frezelenmesinde Takım Titreşiminin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin İncelenmesi

Year 2020, , 381 - 390, 31.01.2020

Okan Oral , Oğuz Çolak , Mustafa Bayhan

https://doi.org/10.29130/dubited.533362

Cited By: 2

Abstract

Talaşı imalatta önemli bir alan
olan frezeleme işlemleri çok yönlü bir imalat biçimi olup endüstride oldukça
yaygın olarak kullanılmaktadır. Frezeleme işleminin istenilen hassasiyetle
yapılamaması malzeme üzerinde bazı mekanik sorunlara ve hatta malzeme kayıplarına
yol açmaktadır. Ekonomik değeri yüksek olan malzemenin atıl duruma gelmesi
zaman, para ve iş gücü kaybına neden olmaktadır. Hata tespit ve tahmini, ürün
kalitesini yükseltmek, kullanılan malzeme masraflarını azaltmak ve zamandan
tasarruf sağlamak için önemli bir işleve sahiptir. Yapılan bu çalışmada,
frezeleme işlemi sırasında, kesici takımda oluşan mekanik titreşimlerin yüzey
kalitesi üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan testlerde
titanyum (Ti6Al4V) iş parçası kullanılmıştır. Test parametreleri, 4 farklı
seviyede kesme hızı (Vc m/dk), 4 farklı seviyede ilerleme oranı (f mm/diş) ve
sabit kesme derinliği (ap/mm) alınarak tam faktöriyel yöntemi ile belirlenmiştir.
Testlerden elde edilen ortalama yüzey pürüzlülüğü değerleri için regresyon
analizleri yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, titreşimin ve ilerleme
oranının artışı ile ortalama yüzey pürüzlülük değerlerinin arttığı
gözlemlenmiştir. Bu durum kesici takımda oluşan titreşimin kesilen iş parçası
yüzey pürüzlülüğü üzerinde önemli bir etkisi olduğunu açıkça ortaya
koymaktadır. Kesme hızı ve ilerleme oranı miktarlarına göre; yüzey pürüzlülük
değeri aralığı 0,33-0,66 µm aralığında değişim göstermiştir. Yüzey pürüzlülük
değerlerinin en küçüğü, ilerleme hızının en az olduğu değerlerde görülmüştür.
En büyük Ra değeri ilerlemenin en fazla olduğu değerlerde elde edilmiştir.
Kesme hızının 50 m/dk, ilerleme hızının 0,10 mm/diş parametreli test yapılırken
kesici takımın deforme olduğu görülmüştür. Bu durumun yüzey pürüzlülük
değerlerini olumsuz yönde etkilediği düşünülmektedir.

Keywords

Talaşlı İmalat, Ti6Al4V, Yüzey Pürüzlülüğü, Regresyon Analizi

Supporting Institution

Süleyman Demirel Üniversitesi

Project Number

SDU-BAP 2637-D-11

Thanks

Bu çalışma Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından desteklenmiştir (Proje no: SDU-BAP 2637-D-11).

Investigation of the Effect of Tool Vibration on Surface Roughness in the Milling of Ti6Al4V Material

Abstract

Milling
operations, which is an important area in machining manufacturing, are a
versatile form of manufacturing and are widely used in the industry. Failure to
achieve the desired precision of the milling process leads to some mechanical
problems and even material losses on the material. The deterioration of the
material with high economic value causes loss of money and work power. Fault
detection and forecasting is important to improve product quality, reduce
material costs and save time. In this work, the effects on the surface quality
of the mechanical vibrations occurring in the cutting tool during the milling
process have been experimentally investigated. Titanium (Ti6Al4V) workpiece was
used in the experiments. The test parameters were determined by using full
factorial method by taking cutting speed (Vc m / min), feed rate (f mm /
thread) and constant cutting depth (ap/mm) at 4 different levels. Taking these
parameters into consideration, regression analyzes were performed for the mean
surface roughness values. When the results are examined, it is observed that
the average surface roughness values increase with the increase of the
vibration and the feed rate. This clearly demonstrates that the vibration of
the cutting tool has a significant effect on the surface roughness of the cut workpiece.
The smallest surface roughness values were observed at the lowest feed rate.
The highest Ra value was obtained from the values with the highest progress.
When the test was carried out, the cutting tool was deformed with a feed rate
of 50 m / min and 0.10 mm / thread. This situation is thought to affect the
surface roughness values negatively.

Keywords

Machining, Ti6Al4V, Surface Roughness

Project Number

SDU-BAP 2637-D-11

References

• [1] O. Çolak, “CNC freze tezgahı için kesme parametrelerinin akıllı yöntemlerle elektronik ortamda optimizasyonu,” Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2006.
• [2] B. Özçelik, E. Kuram ve A. Sert, “Düzlem yüzey frezelemede takım tutucuları ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi,” Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, c. 8, s. 1, ss. 1-13, 2011.
• [3] Y. Altıntaş ve M. Eynian, “Chatter Stability of General Turning Operations with Process Damping,” Journal of Manufacturing Science and Engineering, c. 131, s. 4, ss. 10, 2009.
• [4] O. Oral, “Çok eksenli işleme merkezleri için akıllı takım sistemi tasarımı ve kontrolü”, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2013. [5] Y. H. Tsai, J, C. Chen, ve S. J. Lou, “An in-process surface recognition system based on neural networks in end milling cutting operations,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, c. 39, s. 4, ss. 583-605, 1999.
• [6] S. J. Lou, ve J. C. Chen, “In-process surface roughness recognition (issrr) system in end-milling operations,” International Journal of Advanced Manufacturing Technology, c. 15, s. 3, ss. 200-209, 1999.
• [7] Y. Lee, C. Kang, H. Jeong, W. Lee ve S. Kim, “Simulation of surface roughness and profile in high speed end milling”, Journal of Material Processing Technology, c. 113, s. 3, ss. 410-415, 2001.
• [8] Y. M. Ertekin, Y. Kwon ve T. Tseng, “Identification of common sensory features for the control of CNC milling operation under varying cutting conditions,” Int. J. of Machine Tool and Manufacturing. c. 43, s. 9, ss. 897-904, 2003.
• [9] K. Fuat ve B. Öztürk. “Comparison and optimization of PVD and CVD method on surface roughness and flank wear in hard-machining of DIN 1.2738 mold steel,” Sensor Review c. 39. s. 1 ss. 24-33, 2019.
• [10] A. Jawaid, S. Sharif ve S. Koksal, “Evaluation of wear mechanisms of coated carbide tools when face milling titanium alloy,” Journal of Materials Processing Technology, c. 99, s. 3, ss. 266-274, 2005.
• [11] Mitsubishi. (2019, 02 Şubart). Materials Kobe Tolls. General Katalogue [Çevrimiçi]. Erişim: http://www.mitsubishicarbide.com/en/download/catalog_top/catalog
• [12] S. Şan, “Mikroalaşımlı çeliklerin işlenebilirliğinin takım ömrü ve yüzey pürüzlülüğü açısından değerlendirilmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi, Türkiye, 2007.
• [13] T. Kıvak, ve U. Şeker. “Effect of cryogenic treatment applied to M42 HSS drills on the machinability of Ti-6Al-4V alloy,” Materials and Technology c. 49, s. 6, ss. 949-956, 2015.