EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri

Ferhat Ceritbinmez

doi:10.31466/kfbd.1105006

EN TR

Effects of EDM Fast Drilling Parameters on Kerf and Process Time

Abstract

In this study, holes were drilled on X153CrMoV12 cold work tool steel with high hardness (60-62HRC), which is difficult and costly to drill with conventional methods, using 3 mm brass electrodes on a fast hole drilling machine by electro-erosion. In this context, the effects of three different amperes (5, 6, 7 A), three different voltages (1, 2, 3 V), six different pulse on-time (18, 22, 24, 26, 28, 29 μs), four different pulse off-time (3, 6, 8, 10 μs) parameters on the processing time and the Kerf formed in the drilled holes were determined by macro analysis and analytical measurements. As a result of the analysis, it has been determined that the parameter with the highest effect on the kerf angle and machining time is the machining current. The processing time increased with the increase of the pulse off time on the other hand the increase in current, voltage and pulse on time decreased the machining time. In general, it has been determined that the processing parameters have a non-linear effect on the kerf due to the pressure flushing of dielectric liquid from the inside and outside of the electrode material, and the evacuation of the abraded particles from the environment. The lowest kerf angle and the highest processing time were achieved using the operating parameters of 7A maximum current, 3V voltage, 29 μs pulse on time and 3 μs pulse off time. In addition, a dimensional accuracy of 170 μm in the hole inlet diameter and 220 μm in the output diameter was obtained.

Keywords

X153CrMoV12, Fast Drilling, Kerf, Machining Time

EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri

Abstract

Bu çalışmada konvansiyonel yöntemlerle delinmesi maliyetli ve zor olan yüksek sertlikteki (60-62HRC) X153CrMoV12 soğuk iş takım çeliğine elektro erozyonla hızlı delik delme tezgahında 3 mm pirinç elektrotlar kullanılarak delikler delinmiştir. Bu kapsamda üç farklı amper (5, 6, 7 A), üç farklı voltaj (1, 2, 3 V), altı farklı ark süresi (18, 22, 24, 26, 28, 29 μs), dört farklı bekleme süresi (3, 6, 8, 10 μs) parametrelerinin işleme süresi ve delinen deliklerde oluşan kerf üzerine etkileri makro analizler ve analitik ölçümlerle tespit edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde kerf açısına ve işleme zamanına etkisi en yüksek parametrenin işleme akımı olduğu tespit edilmiştir. Akım, voltaj ve ark süresinin artması işleme süresini azaltırken, bekleme süresinin artmasıyla işleme süresi artmıştır. Genel olarak elektrot malzemesinin içerisinden ve dışarısından dielektrik sıvı püskürtülmesiyle aşınan partiküllerin ortamdan tahliye edilmesine bağlı olarak işleme parametrelerinin kerf üzerinde doğrusal olmayan bir etki yaptığı tespit edilmiştir. En düşük kerf açısı ve en yüksek işleme süresine maksimum akım değeri 7A, 3V voltaj, 29 μs ark süresi ve 3 μs bekleme süresi çalışma parametreleri kullanılarak ulaşılmıştır. Ayrıca delik giriş çapında 170 μm, çıkış çapında ise 220 μm boyutsal tamlık elde edilmiştir.

Keywords

Hızlı Delik Delme, İşleme Süresi, Kerf, X153CrMoV12

Thanks

Bu çalışmadaki Oscarmax SD400 EDM makinasının çalıştırılmasında görev alan Haier Europe, Candy-Hoover kalıphane çalışanlarına, mikroskobik görüntülerin elde edilmesine olanak sağlayan MEGEM (meslek edindirme ve geliştirme merkezi) ve mekanik test laboratuvarı teknik sorumlusu / Teknik Öğretmen Yasin ÖZEN’e teşekkür ederim.

References

Ahmed, A., Tanjilul, M., Rahman, M., & Kumar, A. S. (2020). Ultrafast drilling of Inconel 718 using hybrid EDM with different electrode materials. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 106(5), 2281-2294. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04769-w
Aragaw, E. M., Gärtner, E., & Schubert, A. (2020). Combined laser hardening and laser surface texturing forming tool 1.2379. Procedia CIRP, 94, 914-918. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.09.072
Ceritbinmez, F. (2021), "An investigation on cutting of the cold work steel X153CrMoV12 by WEDM", Aircraft Engineering and Aerospace Technology, Vol. 93 No. 10, pp. 1674-1680. https://doi.org/10.1108/AEAT-01-2021-0028
Ceritbinmez, F. & Yapıcı, A. (2021). Sleipner Soğuk İş Takım Çeliğinin Elektro-Erozyon Tezgahında Bakır Krom Zirkonyum Alaşımı Elektrot ile İşlenmesinde İşleme Parametrelerinin Kerf ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin İncelenmesi . Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi , 11 (2) , 570-583. https://doi.org/10.31466/kfbd.948444
Chiou, A. H., Tsao, C. C., & Hsu, C. Y. (2015). A study of the machining characteristics of micro EDM milling and its improvement by electrode coating. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 78(9), 1857-1864.
Feng, Y., Guo, Y., Ling, Z., & Zhang, X. (2019). Micro-holes EDM of superalloy Inconel 718 based on a magnetic suspension spindle system. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 101(5), 2015-2026. https://doi.org/10.1007/s00170-018-3075-6
Günen, A., Ceritbinmez, F., Patel, K., Akhtar, M. A., Mukherjee, S., Kanca, E., & Karakas, M. S. (2022). WEDM machining of MoNbTaTiZr refractory high entropy alloy. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 38, 547-559. https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2022.05.021
Gov, K. (2017). The effects of the dielectric liquid temperature on the hole geometries drilled by electro erosion. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92(1), 1255-1262. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0231-3
https://www.saglammetal.com/tr/celik/takim-celikleri/soguk-is-takim-celikleri/12379-x153crmov12 (Erişim 11.04.2022)
Jahan, M.P. (2013). Micro-Electrical Discharge Machining. In: Davim, J. (eds) Nontraditional Machining Processes. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-5179-1_4

Kliuev, M., & Wegener, K. (2020). Method of Machining Diffusors in Inconel 718 Turbine Blades for Film Cooling using EDM Drilling and Shaping. Procedia CIRP, 95, 511-515. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.10.001
Kumar, K., Singh, V., Katyal, P., & Sharma, N. (2019). EDM μ-drilling in Ti-6Al-7Nb: experimental investigation and optimization using NSGA-II. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 104(5), 2727-2738. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04012-6
Kuppan, P., Rajadurai, A., & Narayanan, S. (2008). Influence of EDM process parameters in deep hole drilling of Inconel 718. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 38(1), 74-84. https://doi.org/10.1007/s00170-007-1084-y
Liu, H., & Bai, J. (2020). The Tool Electrode Wear and Gap Fluid Field Simulation Analysis in Micro-EDM Drilling of Micro-hole Array. Procedia CIRP, 95, 220-225. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.02.278
Maccarini, G., Pellegrini, G., & Ravasio, C. (2020). Effects of the properties of workpiece, electrode and dielectric fluid in micro-EDM drilling process. Procedia Manufacturing, 51, 834-841. DOI:10.1016/j.promfg.2020.10.117
Nas, E. , Zurnacı, E. & Yıldırım, S. (2021). Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu . Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi , 7 (2) , 99-110 . https://dx.doi.org/10.30855/gmbd.2021.02.03
Ni, H., Gong, H., Dong, Y. H., Fang, F. Z., & Wang, Y. (2018). A comparative investigation on hybrid EDM for drilling small deep holes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 95(1), 1465-1472. https://doi.org/10.1007/s00170-017-1282-1
Ociepa, M., Jenek, M., & Kuryło, P. (2021). The Geometric Surface Structure of EN X153CrMoV12 Tool Steel after Finish Turning Using PCBN Cutting Tools. Coatings, 11(4), 428. https://doi.org/10.3390/coatings11040428
Paul, G., Roy, S., Sarkar, S., Hanumaiah, N., & Mitra, S. (2013). Investigations on influence of process variables on crater dimensions in micro-EDM of γ-titanium aluminide alloy in dry and oil dielectric media. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 65(5), 1009-1017. https://doi.org/10.1007/s00170-012-4235-8
Sapkal, S. U., & Jagtap, P. S. (2018). Optimization of micro EDM drilling process parameters for titanium alloy by rotating electrode. Procedia Manufacturing, 20, 119-126. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.017
Singh, N., & Bharti, P. S. (2022). Multi-Objective parametric optimization during micro-EDM drilling of Ti-6Al-4 V using teaching learning Based optimization algorithm. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.03.257
Singh, S. K., Mali, H. S., Unune, D. R., Abdul-Rani, A. M., & Wojciechowski, S. (2022). Material independent effectiveness of workpiece vibration in μ-EDM drilling. Journal of Materials Research and Technology, 18, 531-546. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.02.063
Singh, R., Dhami, S. S., & Rajput, N. (2022). Comparison of EDM and ECM machined AISI 304 steel: Surface roughness, hardness and morphological characteristics. Materials Today: Proceedings, 48, 965-974. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.031
Skrabalak, G. (2018). Influence of electrode tool length on the micro EDM drilling performance. Procedia CIRP, 68, 594-598. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.12.120
Tanjilul, M., Ahmed, A., Kumar, A. S., & Rahman, M. (2018). A study on EDM debris particle size and flushing mechanism for efficient debris removal in EDM-drilling of Inconel 718. Journal of Materials Processing Technology, 255, 263-274. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.12.016
Weiwen, X., Junqi, W., & Wansheng, Z. (2018). Break-out detection for high-speed small hole drilling EDM based on machine learning. Procedia CIRP, 68, 569-574. https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.12.115
Ye, L., Xi, X., Bellotti, M., Qian, J., & Reynaerts, D. (2020). Investigation of advanced control schemes for high-speed small-hole EDM drilling. Procedia CIRP, 95, 539-544. DOI:10.1016/j.procir.2020.02.263
Younis, M. A., Abbas, M. S., Gouda, M. A., Mahmoud, F. H., & Abd Allah, S. A. (2015). Effect of electrode material on electrical discharge machining of tool steel surface. Ain Shams Engineering Journal, 6(3), 977-986. https://doi.org/10.1016/j.asej.2015.02.001

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Ferhat Ceritbinmez ^*
0000-0002-5615-3124
Türkiye

Publication Date

December 15, 2022

Submission Date

April 17, 2022

Acceptance Date

October 20, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 12 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.31466/kfbd.1105006

IZ

https://izlik.org/JA37GF86DT

APA

Ceritbinmez, F. (2022). EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 12(2), 663-675. https://doi.org/10.31466/kfbd.1105006

AMA

1.Ceritbinmez F. EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri. KFBD. 2022;12(2):663-675. doi:10.31466/kfbd.1105006

Chicago

Ceritbinmez, Ferhat. 2022. “EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf Ve İşlem Süresine Etkileri”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 12 (2): 663-75. https://doi.org/10.31466/kfbd.1105006.

EndNote

Ceritbinmez F (December 1, 2022) EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 12 2 663–675.

IEEE

[1]F. Ceritbinmez, “EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri”, KFBD, vol. 12, no. 2, pp. 663–675, Dec. 2022, doi: 10.31466/kfbd.1105006.

ISNAD

Ceritbinmez, Ferhat. “EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf Ve İşlem Süresine Etkileri”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 12/2 (December 1, 2022): 663-675. https://doi.org/10.31466/kfbd.1105006.

JAMA

1.Ceritbinmez F. EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri. KFBD. 2022;12:663–675.

MLA

Ceritbinmez, Ferhat. “EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf Ve İşlem Süresine Etkileri”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, vol. 12, no. 2, Dec. 2022, pp. 663-75, doi:10.31466/kfbd.1105006.

Vancouver

1.Ferhat Ceritbinmez. EDM Hızlı Delik Delme Parametrelerinin Kerf ve İşlem Süresine Etkileri. KFBD. 2022 Dec. 1;12(2):663-75. doi:10.31466/kfbd.1105006

Cited By

Bakır Alaşımlı Elektrotlar Kullanılarak Mirrax Çeliğinin EEİ'sinde Yanal Açıklık Optimizasyonu

İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları

https://doi.org/10.52795/mateca.1558327

The published articles in The Black Sea Journal of Sciences are licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International