Sertleştirilmiş 1.2367 Takım Çeliğinin İşlenmesinde Enerji Tüketiminin Analizi ve Modellenmesi

Year 2020, Volume: 1 Issue: 3, 41 - 49, 25.12.2020

Naime Eren , Fatih Hayat , Mustafa Günay

Abstract

Talaş kaldırma işlemlerinde enerji tüketimini en aza indirmek amacıyla tezgah, işlenen malzeme, kesici takım, kesme ortamı gibi faktörlerin birbiriyle uyumlu olarak seçilmesinin yanısıra, işleme planı ve kesme parametrelerinin optimum seçimi ve işlenebilirlik kriterlerinin modellenmesi süreçlerinin eş zamanlı uygulanması son derece önemlidir. Bu çalışmada, DIN 1.2367 sıcak iş takım çeliğinin sert tornalanmasında kesme parametrelerinin enerji tüketimine etkileri araştırılmış ve toplam güç tüketiminin matematiksel modeli oluşturulmuştur. Bu bağlamda, üç farklı kesme derinliği, kesme hızı ve ilerleme miktarı seçilerek CBN takım ile sert tornalama işlemleri yapılmış ve makine akım değerleri ölçülmüştür. Bu değerler yardımıyla toplam güç tüketimi (PT) hesaplanmış ve kesme parametrelerinin PT üzerindeki etki oranları varyans analizi ile belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, kesme parametrelerindeki artışın anlık akım değerini arttırdığı, ancak özellikle ilerleme miktarı ve kesme derinliğinin artmasıyla azalan işleme süresine bağlı olarak toplam güç tüketiminin azaldığı tespit edilmiştir. Buna göre, PT üzerinde en fazla öneme sahip parametre %64.92 PCR ile ilerleme miktarıdır. Yanıt yüzey metodoloji ile geliştirilen matematiksel modelin belirtme katsayısı (R2= 0.9955), toplam güç tüketiminin yüksek güvenilirlikle tahmin edileceğini göstermektedir.

Keywords

Enerji tüketimi, Sert işleme, DIN 1.2367, Modelleme

Thanks

Çalışma sürecinde desteklerinden ötürü Dr. Öğretim Üyesi Abidin Şahinoğlu 'na teşekkürlerimizi sunarız.

References

• J.P. Davim, Machining of hard materials. Springer, London, 2011.
• W. Grzesik, Advanced machining processes of metallic materials. Elsevier, Amsterdam, 2017.
• F. Klocke, E. Brinksmeier, K. Weinert, Capability profile of hard cutting and grinding processes, CIRP Annals, 54(2):22-45, 2005.
• H. Yurtkuran, M.E. Korkmaz, M. Günay, Modelling and optimization of the surface roughness in high speed hard turning with coated and uncoated CBN insert, Gazi University Journal of Science, 29(4): 987-995,2016.
• M.P. Sealy, Z.Y. Liu, D. Zhang, Y.B. Guo, Z.Q. Liu, Energy consumption and modeling in precision hard milling”, Journal of Cleaner Production, 135: 1591-1601, 2016.
• W. Lee, C.Y. Lee, B.K. Min, Feed drive model for machine tool energy consumption simulation. Trans N Amer Manufac, 42:409–416, 2014.
• V. Singh, P.V. Rao, S. Ghosh, Development of specific grinding energy model. Int J Mach Tool Manu; 60:1–13, 2012.
• T. Li, L.L. Kong, H.C. Zhang, Recent research and development of typical cutting machine tool’s energy consumption model. J Mech Eng; 50: 102–111, 2014.
• L. Zhou, J. Li, F. Li, Q. Meng, J. Li, X. Xu, Energy consumption model and energy efficiency of machine tools: a comprehensive literature review, Journal of Cleaner Production 112:3721-3734. 2016.
• A. Zerti, M.A. Yallese, I. Meddour, S. Belhadi, A. Haddad, T. Mabrouki, Modeling and multi-objective optimization for minimizing surface roughness, cutting force, and power, and maximizing productivity for tempered stainless steel AISI 420 in turning operations. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 102, 1–23, 2019.
• M.E. Korkmaz, M. Günay, Finite element modelling of cutting forces and power consumption in turning of AISI 420 martensitic stainless steel. Arab J Sci Eng:1–8, 2018.
• R260 çeliklerinin işlenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, güç tüketimi ve makine gürültüsü üzerine etkileri, Politeknik Dergisi, 21(1):237-244, 2018.
• G. Kant, K.S. Sangwan, Prediction and optimization of Machining parameters for minimizing power consumption and Surface roughness in machining. J. Clean. Prod. 83: 151–164, 2014.
• M. Moradnazhad, H.O. Ünver Energy efficiency of machining operations: A review, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 231:(11) 1871-1889, 2017.
• C. Camposeco-Negrete, Optimization of cutting parameters using response surface method for minimizing energy consumption and maximizing cutting quality in turning of AISI 6061 T6 aluminum, Journal of Cleaner Production 91:109-117, 2015.
• A. Şahinoğlu, M. Rafighi, Investigation of vibration, sound intensity, machine current and surface roughness values of AISI 4140 during machining on the lathe, Arabian Journal for Science and Engineering, 45:765–778, 2020.
• F. Karaaslan, A. Sahinoglu, Determination of ideal cutting conditions for maximum surface quality and minimum power consumption during hard turning of AISI 4140 steel using TOPSIS method based on fuzzy distance, Arabian Journal for Science and Engineering,
• A. Chabbi, M.A. Yallese, M. Nouioua, I. Meddour, T. Mabrouki, F. Girardin, Modeling and optimization of turning process parameters during the cutting of polymer (POM C) based on RSM, ANN, and DF methods. Int J Adv Manuf Technol 91:2267–2290, 2017.