Research Article

Influence of spindle speed, feed rate, and depth of cut on machining performance: an analysis of material removal processes in mild steel

Volume: 2 Number: 1 June 26, 2025
TR EN

Yumuşak çelikte malzeme kaldırma süreçlerinin analizi: iş mili hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliğinin işleme performansı üzerindeki etkisi

Öz

Bu çalışma, yumuşak çelik işleme sırasında iş mili hızı, ilerleme hızı ve talaş derinliğinin işleme performansı üzerindeki etkilerini incelemektedir. Deneyler, 105-225 rpm aralığında iş mili hızı, 0.10-0.34 mm/dev ilerleme hızı ve 1.0-3.4 mm talaş derinliği değerleriyle gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, bu parametrelerin artırılmasının malzeme kaldırma oranını (MRR) iyileştirdiğini göstermiştir; en yüksek MRR değeri 261.30 mm³/dak olarak kaydedilmiştir. Ancak, takım aşınma oranı da orantılı olarak artmış ve maksimum 7.65 mm³/dak değerine ulaşarak, yüksek verimlilik ile takım ömrü arasında bir denge olduğunu ortaya koymuştur. İşleme süresi ise artan iş mili hızıyla azalmış ve en kısa süre 1.35 dakika olarak ölçülmüştür. Eşleştirilmiş örneklem t-testi ve korelasyon katsayıları kullanılarak yapılan istatistiksel analizler, iş mili hızı ile MRR arasında güçlü pozitif (r=0.973), iş mili hızı ile takım aşınma oranı arasında güçlü pozitif (r=0.994) ve iş mili hızı ile işleme süresi arasında güçlü negatif (r=-0.935) korelasyonlar ortaya koymuştur. Bu bulgular, üretkenlik, takım aşınması ve verimlilik arasında denge sağlamak için kesme parametrelerinin optimize edilmesinin önemini vurgulamaktadır. Çalışma, endüstriyel yumuşak çelik işleme uygulamaları için değerli bilgiler sunmakta ve benzer koşullarda gelişmiş soğutma yöntemleri ile takım malzemelerinin etkisinin araştırılmasını önermektedir. Bu sonuçlar, hassas üretim süreçlerinin ve kaynak optimizasyonunun geliştirilmesine katkı sağlar.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Acevedo, C., Penaloza., Guillermo, E., Valencia., Milton, F., Coba, Salcedo. (2018). A comparative study of the cutting parameter in milling process under different material, Contemporary Engineering Sciences, 11(41): 2001-2008.
  2. Ankit, S., Anoop, S., Kamaljeet, S., Abhishek, S., Amrinder, S., Uppal. (2024). Parametric optimization for material removal rate during face milling: using experimental and mathematical modelling approach, Lecture Notes in Mechanical Engineering, 1(1): 25-38.
  3. Bharat, S. (2020). Effect of parameters like spindle speed, depth of cut, and feed rate on the cutting force of a single point cutting tool, International Journal of Engineering and Advanced Science Technology, 4(12): 94-101.
  4. B., Krishna, Murthy. (2018). Prediction of process parameters for optimal material removal rate using artificial neural network (ANN) technique. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 6(1): 237-242.
  5. Fnides, M. (2023). Optimization and mathematical modelling of surface roughness criteria and material removal rate when milling C45 steel using rsm and desirability approach, Journal of Mechanical Engineering, 20(3): 45-62.
  6. Fredrick, J., Otim., Seong, J., Choi. (2015). Influence of cutting parameters on energy consumption and material removal rate in turning process, Applied Mechanics and Materials, 799: 282-287.
  7. Imhade, P., Okokpujie., Lagouge, K., Tartibu. (2023). Material removal rate optimization under ANN and QRCCD, Advances in Manufacturing Engineering, 1(1): 215-227.
  8. Irawan, M., Azharuddin, A., Slamet, R. (2019). Pengaruh spindle speed, feed rate, dan depth of cut terhadap akurasi hasil permesinan pada mesin cnc router 3 sumbu, Indonesian Journal of Mechanical Engineering, 5(2): 67-75.

Details

Primary Language

English

Subjects

Industrial Engineering , Machining

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 26, 2025

Submission Date

April 30, 2025

Acceptance Date

June 10, 2025

Published in Issue

Year 1970 Volume: 2 Number: 1

EndNote
Olodu DD, Erameh A, Ihenyen OI (June 1, 2025) Influence of spindle speed, feed rate, and depth of cut on machining performance: an analysis of material removal processes in mild steel. International Journal of Engineering Approaches 2 1 17–24.

32861

This work by Amasya University is licensed under CC BY-NC https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/