EFFECT OF CUTTING PARAMETERS ON SURFACE ROUGHNESS IN MILLING S355J2+N STEEL USING CARBIDE TOOL

Year 2024, Volume: 12 Issue: 4, 603 - 615, 25.12.2024

Emre Berke Ay , Berat Madenci

https://doi.org/10.21923/jesd.1404021

Abstract

In this study, the variation of surface roughness during the milling process of S355J2+N (ST52-3N) steel using different cutting parameters was investigated. The aim of this research was to determine the optimal cutting parameters for low surface roughness. Without the use of coolant, chip removal operations were performed using milling method at five different cutting speeds (90, 105, 120, 135, and 150 m/min), three different feed rates per tooth (0,08 – 0,12, and 0,16 mm/tooth), and two different cutting depths (0.5 - 1 mm). The effects of the determined cutting variables on surface roughness value were investigated to determine the best cutting parameters. The most suitable surface roughness value was observed at a cutting depth of 0.5 mm, cutting speed of 135 m/min, feed rate per tooth of 0.08 mm, with a value of 0.34 µm. The worst surface roughness value was observed for a cutting depth of 1 mm, cutting speed of 150 m/min, and feed rate per tooth of 0.16 mm, with a value of 2.99 µm. The surface roughness value decreased as the cutting speed increased. However, when the feed rate increased, increases in surface roughness value were observed. It has been observed that this situation is caused by cutting tool wear.

Keywords

Surface Roughness, S355J2+N, Cutting Parameters

S355J2+N ÇELİĞİNİN KARBÜR TAKIMLA FREZELENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada, S355J2+N (ST52-3N) çeliğinin farklı kesme parametreleri kullanılarak frezelenmesi işleminde yüzey pürüzlülüklerinin değişimi incelenmiştir. Bu araştırma ile düşük yüzey pürüzlülükleri için ideal kesme parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Soğutma sıvısı kullanılmadan 5 ayrı kesme hızı (90, 105, 120, 135 ve 150 m/dak), diş başına belirlenen 3 ayrı ilerleme hızı (0,08 - 0,12 ve 0,16 mm/diş) ve iki ayrı kesme derinliği(0,5 - 1 mm) değerlerinde frezeleme yöntemiyle talaş kaldırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Belirlenen kesme değişkenlerinin yüzey pürüzlülük değeri üzerinde yaptığı etkiler araştırılarak en iyi kesme parametreleri belirlenmeye çalışılmıştır. Yüzey pürüzlülüğündeki en uygun değer 0,5 mm kesme derinliği değerinde, 135 m/dak kesme hızı değerinde, 0,08 mm/diş ilerleme hızında, 0,34 µm olarak gözlemlenmiştir. En kötü yüzey pürüzlülük değeri ise 1 mm kesme derinliği değerinde, 150 m/dak kesme hızında 0,16 mm/diş ilerleme hızı için, 2,99 µm olarak gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülük değeri kesme hızı değeri yükseldikçe azalmıştır. Fakat ilerleme hızı arttığında ise yüzey pürüzlülüğü değerinde artışların görüldüğü gözlemlenmiştir. Gözlemlenen bu durumun kesici takım aşınmasından kaynaklandığı gözlemlenmiştir.

Keywords

Yüzey Pürüzlülüğü, S355J2+N, Kesme Parametreleri

Ethical Statement

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışmanın hazırlık, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davrandığımı; bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimi, çalışmanın Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi' in tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimi beyan ederim.

Supporting Institution

M.F.K. Makina Freze Kalıp Oto Yan Sanayi İmalat İnşaat ve Pazarlama Sanayi ve Ticaret Limitet Şirketi

Thanks

Bu çalışma M.F.K. Makina Freze Kalıp Oto Yan Sanayi İmalat İnşaat ve Pazarlama Sanayi ve Ticaret Limitet Şirketi tarafından desteklenmektedir. Destek ve katkılarından dolayı kendilerine teşekkür ederim.

References

• Akin, B. (2014). Aısı 316l Paslanmaz Çeliklerin Tornalanmasında Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi (Master's Thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Ceviz, M., (2015). Kesici Takim, Kesme Hizi Ve Malzeme Cinsinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Araştirilmasi. Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 1-91.
• Çetin, M., Bilgin, M., Ulaş, H. B., & Tandıroğlu, A. (2011). Kaplamasız Sermet Takımla Aısı 6150 Çeliğinin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi. Ejovoc (Electronic Journal Of Vocational Colleges), 1(1), 168-176.
• Çiftçi, İ., (2004). Aisi 304 Ostenitik Paslanmaz Çeliğin Kaplanmiş Sementit Karbür Kesici Takimla İşlenmesi Esnasinda Oluşan Takim Aşinmasi. Gazi Üniversitesi Mühühendislik Mimarlik Fakültesi Dergisi, Cilt:20, No:2, 205-209.
• Çiftçi, K. (2005). Mikroalaşımlı Çeliklerin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Talaşlı İşlenebilirliğe Etkisinin İncelenmesi (Doctoral Dissertation, Marmara Universitesi (Turkey)).
• Gökkaya, H., Sur, G., Dilipak, H., (2006). Kaplamasiz Sementit Karbür Kesici Takim Ve Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12 (1),59-64.
• Günay, M., (2008). Investigation Of The Interaction Between The Surface Quality And Rake Angle In Machining Of Aisi 1040 Steel. Mühendislik Ve Fen Bilimleri Dergisi, 26 (2), 105-111.
• Işik, Y., & Çakir, M. C. (2001). Hız Çeliği Takımlar İçin Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Teknoloji, 4.
• İnce, M. A., Asiltürk, İ., (2015). Effects Of Cutting Tool Parameters On Surface Roughness. International Refereed Journal Of Engineering And Science, 4 (8), 15-22
• Kayır, Y., Aslan, S., & Aytürk, A. (2013). Aısı 316ti Paslanmaz Çeliğin Tornalanmasında Kesici Uç Etkisinin Taguchi Yöntemi İle Analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 28(2).
• Kyocera Firmasi, 2022-2023 General Catalog
• Mamedov, A., (2021). Taguchi Yöntemleri Kullanilarak Frezeleme İşleminde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Araştirilmasi. Mühendis Ve Makine, 62 (703), 321-331.
• Memiş F., Turgut, Y., (2020). Aisi 2205 Dubleks Paslanmaz Çeliğin Cnc Torna Tezgahinda İşlenmesinde Yüzey Pürüzlülüğü Ve Kesme Kuvvetlerinin Deneysel Araştirilmasi. İmalat Teknolojileri Ve Uygulamalari, 1 (1), 22-33.
• Nas, E. (2008). Frezeleme Işleminde Kesici Uç Sayisinin Titreşim Ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Incelenmesi (Master's Thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Nas, E. ., Samtaş, G. ., & Demir, H. . (2012). Cnc Frezelemede Yüzey Pürüzlülüğüne Etki Eden Parametrelerin Matematiksel Olarak Modellenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(1), 47-59.
• Özlü, B. (2022). P20s Plastik Kalıp Çeliğinin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Ve Teorik Yorulma Ömrüne Etkisi. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(2), 393-405.
• Özlü, B., Demir, H., & Nas, E. (2014). Cnc Tornalama İşleminde Yüzey Pürüzlülüğü Ve Kesme Kuvvetlerine Etki Eden Parametrelerin Matematiksel Olarak Modellenmesi. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 3(2), 75-86.
• Sari, H. (2008). Frezelemede Takim Geometrisi Ve Tirlama Titreşimlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkileri (Master's Thesis, Fen Bilimleri Enstitüsü).
• Şirin, E., Turgut, Y., Korkut, İ., (2012). Farkli Sertlikteki Aisi D2 Soğuk İş Takim Çeliğinin Frezeleme İşleminde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Ve Takim Aşinmasina Etkisi. Politeknik Dergisi, 15 (1), 9-14.
• Uğur, L., (2019). 7075 Alüminyum Malzemesinin Frezelenmesinde Yüzey Pürüzlülüğünün Yanit Yüzey Yöntemi Ile İyileştirilmesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12 (1), 326-335.
• Yıldız, T., & Dilipak, H., (2019). Paslanmaz Çeliklerin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Kesme Kuvveti Ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerindeki Etkilerinin Araştirilması . Isas 2019, 3. International Symposium On Innovative Approaches İn Scientific Studies (Pp.190-195)
• Yilmaz B., Güllü, A,. (2020). Aisi 1050 Çeliğin Tornalanmasinda Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Ve Talaş Oluşumu Üzerine Etkilerinin Araştirilmasi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26 (4),628-633.