Effect of cutting parameters on the surface roughness of granite in abrasive waterjet cutting

Year 2010, Volume: 31 Issue: 2, 99 - 110, 01.03.2010

İzzet Karakurt Gökhan Aydın Kerim Aydıner

Abstract

Keywords

-

Aşındırıcılı su jeti ile kesmede kesme parametrelerinin granit yüzey pürüzlülüğüne etkisi

Abstract

Endüstrideki kullanımı her geçen gün giderek artan aşındırıcılı su jeti, geleneksel kesme ve işleme sistemlerine alternatif bir üretim yöntemidir. Aşındırıcı su jetleri, düşük kesme kuvveti gerektirmesi, esnek ve çok yönlü kesme olanağına sahip olması gibi önemli üstünlüklere sahiptir. Ancak, kesme yüzeylerinde oluşan pürüzlülük ve dalgalanma, yöntemin kullanımını sınırlayan önemli etkenler arasındadır. Son dönemlerde yapılan çalışmaların çoğu, yüzey pürüzlülüğü üzerine yoğunlaşmış ve yüzey kalitesini arttırmaya yönelik teknik arayışları da beraberinde getirmiştir. Bu çalışmada; aşındırıcılı su jeti ile kesmede, bazı kesme parametrelerinin granitlerin yüzey pürüzlülüğüne etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar, Taguchi deney tasarım tekniğine göre yapılmış ve her bir deney sonucunda, örnek kesme yüzeylerinin ortalama pürüzlülükleri (R) ölçülmüştür. Ölçülen ortalama pürüzlülük değerleri kullanılarak her çalışma parametresinin yüzey pürüzlülüğüne etkisi ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, yüksek yanal ilerleme hızı ve meme-örnek mesafelerinde örnek yüzey pürüzlülüklerinin arttığı belirlenmiştir. Aşındırıcı besleme oranındaki artış yüzey pürüzlülüklerinin düşmesine neden olurken, çalışma basıncındaki artış yüzey pürüzlülüklerinin artmasına neden olmuştur. Ek olarak, ince boyutlu aşındırıcı ile daha pürüzlü yüzeyler elde edilmiştir

Keywords

Aşındırıcı su jeti, granit kesme, yüzey pürüzlülüğü

References

• Akkurt, A., 2009. AISI 1030 çeliğinin aşındırıcı- lı su jeti ile kesilmesinde yüzey pürüzlü- lüğünün ve kesme önü geometrisinin in- celenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mü- hendislik Bilimleri Dergisi, 15 (1), 1–11.
• Akkurt, A., Külekçi, K. M., Seker, U., and Ercan F., 2004. Effect of feed rate on surfa- ce roughness in abrasive waterjet cut- ting applications. Journal of Materials Processing Technology, 147, 389 -396.
• Arola, D., and Ramulu, M., 1996. A study of kerf characteristics in abrasive waterjet machining of graphite/epoxy compos- ite. Transaction of the ASME, 118 (2), 256–265.
• Burnham, C.D., and Kim, J., 1989. Statistical characterization of surface finish pro- duced by a high pressure abrasive wa- terjet. Proceedings of the 5th US Wa- terjet Conference, Toronto-Canada, pp.169–174.
• Canıyılmaz E. ve Kutay, F., 2003. Taguchi me- todunda varyans analizine alternatif bir yaklaşım. Gazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 18 (3), 51–63.
• Chen, D., Sarumi, M., AI-Hassani, S.T.S., Gan, S., and Yin, Z., 1997. A model for ero- sion at normal impact. Wear, 205, 32-39.
• Chen, F. L., and Siores, E., 2003. The effect of cutting jet variation on surface striation formation in abrasive waterjet cutting.
• Journal of Material Processing Techno- logy, 135, 1-5.
• Chen, F. L., Wang, J., Lemma, E., and Siores E., 2003. Striation formation mechanisms on the jet cutting surface. Journal of Materials Processing Technology, 141, 213-218.
• Duflou, J. R., Kruth, J.P., and Bohez, E.L., 2001. Contour cutting of pre-formed parts with abrasive waterjet using 3-axis noz- zle control. Journal of Materials Proces- sing Technology, 115, 38-43.
• Geren, N. ve Tunç, T., 2008. Su jeti kesme sis- temlerinde kullanılan basınç arttırıcılarda gerilme analizleri ve tasarım sınırları. 13. Uluslararası Makine Tasarımı ve İmalatı Kongresi (UMTİK), İstanbul, s. 609–618.
• Gudimetla, P., Wang, J., and Wong, W., 2002. Kerf formation analysis in abrasive wa- terjet cutting of industrial ceramics. In- ternational Journal of Materials Proces- sing Technology, 128, 123-129.
• Hasçalık A., Çaydaş U., and Gürün H. 2007. Ef- fect of traverse speed on abrasive wa- terjet machining of Ti-6Al-4V alloy. Ma- terials and Design, 28, 1953-1957.
• Huang, Z.C., Hou, G.R., Wang, J., and Feng, X.Y., 2006. The effect of high pressure abrasive water jet cutting parameters on cutting performance of granite. Key En- gineering Materials, 304-305, 560-564.
• Karakurt, İ., 2007. Aşındırıcı su jeti kesme sis- temlerinin kayaç kesme performansla- rının araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon (yayımlanmamış).
• Karakurt, İ., Aydın, G. ve Aydıner, K., 2010. Su jeti teknolojisinin madencilik sektörün- deki uygulamalarının değerlendirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bi- limleri Dergisi, 16 (1), 113–121.
• Kasman, Ş., 2009. Lazer mikro işleme paramet- relerinin yüzey kalitesine etkisinin de- ney tasarım yöntemiyle belirlenmesi. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempoz- yumu, Karabük, s. 5.
• Khan, A. A., Munajat, B.N., and Tajudin, H.B., 2005. A study of abrasive waterjet ma- chining of aluminium with garnet abra- sives. Journal of Applied Sciences 5 (9), 1650–1654.
• Külekçi, K. M., 2002. Process and apparatus developments in industrial waterjet applications. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 42, 1297–1306.
• Külekçi, K. M. ve Akkurt, A., 2001. Aşındırıcılı su jeti ile kesilerek elde edilen yüzey kalite- sinin değerlendirilmesi. Niğde Üniversi- tesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5 (2), 13–24.
• Liu, Y., and Chen, X., 2004. A study on the abra- sive water jet cutting for granite. Key En- gineering Materials, 257-258, 527-532.
• Ma, C., and Deam, R. T., 2006. A correlation for predicting the kerf profile from abrasive water jet cutting. Experimental Thermal and Fluid Science, 30, 337-343.
• Miranda, M.R., and Quintino, L., 2005. Mic- rostructural study of material removal mechanisms observed in abrasive wa- terjet cutting of calcareous stones. Ma- terials Characterization, 54, 370 – 377.
• Momber, W. A., and Kovacevic, R., 1997. Test parameter analysis in abrasive water jet cutting of rocklike materials. Internatio- nal Journal of Rock Mechanic and Mi- ning Science, 34, 17–25.
• Momber, W. A., Mohan, S. R., and Kovace- vic, R., 2002. Fracture range detection in hydro-abrasive erosion of concrete. Wear, 253, 1156-1164.
• Ojmertz, K.M.C., 1993. Abrasive waterjet milling: an experimental investigation. Procee- dings of the 7th US Waterjet Conferen- ce, M. Hashish (ed.), Waterjet Techno- logy Association, St. Louis, pp. 777–791.
• Savaşkan, M., Taptık, Y. ve Ürgen, M., 2004. Deney tasarımı yöntemi ile matkap uç- larında performans optimizasyonu. İTÜ Mühendislik Dergisi, 3 (6), 117–128.
• Shipway, P.H., Fowler, G., and Pashby, 2005. Characteristics of the surface of titani- um alloy following milling with abrasive waterjets. Wear, 258, 123-132.
• Singh, P. L., Chen, W.L., and Munoz, I., 1991. Comprehensive evaluation of abrasive waterjet cut surface quality. 6th Ame- rican Water Jet Conference, Houston, USA, pp. 139-161.
• Vijay, M. M., 1995. Considerations in the use of high speed water jets for deep slot- ting of granite. Gas Dynamics Labora- tory, National Research Council of Ca- nada, Ottawa, Ontorio Canada (yayım- lanmamış rapor).
• Wakuda, M., Yamauchi, Y., and Kanzaki, S., 2003. Material response to particle im- pact during abrasive jet machining of alumina ceramics, Journal of Materials Processing Technology, 132, 177-183.
• Yazıcıoğlu, O., Kurt, M. ve Çetinkaya, Y.U., 1993. Sert parçaların kesilmesinde basınçlı su jetinin kullanılması. 6. Makine Teorisi Sempozyumu, Trabzon, 249-258.
• Zeng, J., and Kim, T.J., 1996. An erosion model in polycrystalline ceramics in abrasive waterjet cutting. Wear, 193, 207-217.
• Zhang, Z. J., Chen, C. J., and Kirby, D. E., 2007. Surface roughness optimization in an end-milling operation using the Taguc- hi design method. Journal of Materials Processing Technology, 184, 233-239.