GGG50 Sfero Dökme Demirin Tornalanması Sırasında Yüzey Pürüzlülük Değişimlerinin Derinlemesine Analizi

Yıl 2022, , 41 - 49, 31.12.2022

Rüstem Binali , Mustafa Kuntoğlu

https://doi.org/10.57244/dfbd.1200347

Öz

GGG50 sfero döküm, otomotiv endüstrisinde özellikle palet ve traktör parçalarının üretimi için uygulama alanı bulmaktadır. Bu özel malzemelerin işlenebilirliği, daha iyi yüzey kalitesi elde etmek için dökme demirin son şekillendirme gerektirdiğinden büyük önem taşımaktadır. Yüzey pürüzlülüğü, işleme parametrelerine göre tepe ve çukur varyasyonlarını yansıtması nedeniyle yüzey kalite göstergeleri arasında bir performans kriteri olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle, bu çalışma, GGG50 malzemesinin kuru işlemesi sırasında temel tornalama parametrelerinin ortalama yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisine odaklanmaktadır. Değerlendirme istatistiksel analiz, grafiksel sunum ve optimizasyon yaklaşımına dayalı olarak yapılmıştır. Analiz sonuçları, ilerlemenin yaklaşık %70,8 katkı oranıyla yüzey pürüzlülük değişimlerinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir. En iyi yüzey kalitesini elde etmek için kesme parametreleri sırasıyla kesme derinliği için 0,16 mm, ilerleme için 0,2 mm/dev ve kesme hızı için 60 m/dak olarak seçilmelidir. Bu çalışma, temel tornalama parametrelerinin önemini tartışarak endüstriyel bir malzeme için en iyi tornalama koşullarını bulmayı amaçlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

GGG50, Dökme Demir, İşlenebilirlik, Yüzey Pürüzlülüğü

An In-Depth Analysis on The Surface Roughness Variations During Turning of GGG50 Ductile Cast Iron

Öz

GGG50 ductile cast iron finds application area in automotive industry primarily especially for production of the part of tracks and tractors. Machinability of these special materials is of great importance since the cast iron requires final shaping to achieve better surface quality. Surface roughness is accepted as a performance criterion among surface quality indicators as per it reflects the variations with peaks and valleys according to the machining parameters. Therefore, this study focuses on the influence of basic turning parameters on the average surface roughness during dry machining of the GGG50 material. The evaluation was carried out based on statistical analysis, graphical presentation and optimization approach. The analysis results showed that feed plays a key role on the surface roughness variations with the contribution rate about 70.8 %. To obtain the best surface quality, cutting parameters should be selected as 0.16 mm for cutting depth, 0.2 mm/rev for feed and 60 m/min for cutting speed respectively. This study aims to find the best turning conditions for an industrial material by discussing the importance of fundamental turning parameters.

Anahtar Kelimeler

GGG50, Cast iron, Machinability, Surface Roughness

Kaynakça

• Akkuş, H., Harun, Y., & Levent, U. (2017). Tornalama işleminde yüzey pürüzlülüğü değerlerinin istatistiksel incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(4), 390-394.
• Asiltürk, I., & Neşeli, S. (2012). Multi response optimisation of CNC turning parameters via Taguchi method-based response surface analysis. Measurement, 45(4), 785-794.
• Binali, R. (2017). Sıcak iş takım çeliğinin (TOOLOX 44) işlenebilirliğinin incelenmesi. Karabük Üniversitesi Fen Bİlimleri Enstitüsü.
• Binali, R. (2022). Optimization of Parameters Affecting Cutting Temperatures During Turning of GGG50 Cast Iron. Paper presented at the 2nd International Conference on Engineering and Applied Natural Sciences.
• Binali, R., Coşkun, M., & Neşeli, S. (2022). An Investigation of Power Consumption in Milling AISI P20 Plastic Mold Steel By Finite Elements Method. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi(34), 513-518.
• Binali, R., Yaldız, S., & Neşeli, S. (2021). S960QL Yapı Çeliğinin İşlenebilirliğinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi(31), 85-91.
• Coşkun, M., Çiftçi, İ., & Demir, H. (2021). AISI P20S Kalıp Çeliğinin İşlenebilirliğinin İncelenmesi. İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, 2(2), 1-9.
• Günay, M., Yaşar, N., Sekmen, M., & Korkmaz, M. E. (2016). AISI P20 çeliğinin işlenmesinde kesme kuvvetinin deneysel ve nümerik analizi. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 4(1), 13-19.
• Harun, Y., Akkuş, H., & Levent, U. (2016). AISI 1040 Çeliğininin Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Taguchi Metodu İle Optimizasyonu. Celal Bayar University Journal of Science, 12(2).
• Kaçal, A., Gülesin, M., & Melek, F. (2008). GGG 40 Küresel grafitli dökme demirlerin ince tornalama operasyonlarında kesme kuvvetlerinin ve yüzey pürüzlülüğünün değerlendirilmesi. Politeknik Dergisi, 11(3), 229-234.
• Kayalı, Y., & Yalçın, Y. (2006). Bortemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin mekanik özelliklerinin araştırılması.
• Kuntoğlu, M., Aslan, A., Pimenov, D. Y., Giasin, K., Mikolajczyk, T., & Sharma, S. (2020). Modeling of cutting parameters and tool geometry for multi-criteria optimization of surface roughness and vibration via response surface methodology in turning of AISI 5140 steel. Materials, 13(19), 4242.
• Kuntoğlu, M., Gupta, M. K., Aslan, A., Salur, E., & Garcia-Collado, A. (2022). Influence of tool hardness on tool wear, surface roughness and acoustic emissions during turning of AISI 1050. Surface Topography: Metrology and Properties, 10(1), 015016.
• Kuntoğlu, M., & Sağlam, H. (2021). Investigation of signal behaviors for sensor fusion with tool condition monitoring system in turning. Measurement, 173, 108582.
• matmatch.com. (2022). Retrieved from https://matmatch.com/materials/minfm32356-din-1693-1-grade-ggg-50-cast-condition
• Neşeli, S., Yaldız, S., & Türkeş, E. (2011). Optimization of tool geometry parameters for turning operations based on the response surface methodology. Measurement, 44(3), 580-587.
• Rüstem, B., Halil, D., Süleyman, N., & Süleyman, Y. (2020). An Investigation of Factors Affecting Machinability of Milling Toolox 44 Hot Work Tool Steel by Taguchi Method. Paper presented at the International Conference on Engineering Technologies (ICENTE'20).
• Salur, E., Aslan, A., Kuntoglu, M., Gunes, A., & Sahin, O. S. (2019). Experimental study and analysis of machinability characteristics of metal matrix composites during drilling. Composites Part B: Engineering, 166, 401-413.
• Şahinoğlu, A., Güllü, A., & Dönertaş, M. A. (2017). GGG50 malzemenin torna tezgâhında işlenmesinde kesme parametrelerinin titreşim, ses şiddeti ve yüzey pürüzlülüğü üzerinde etkisinin araştırılması. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2(1), 67-79.
• Şap, E., Usca, Ü. A., & Uzun, M. (2022). Machining and optimization of reinforced copper composites using different cooling-lubrication conditions. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 44(9), 1-19.
• Şeker, U., & Hasirci, H. (2006). Evaluation of machinability of austempered ductile irons in terms of cutting forces and surface quality. Journal of Materials Processing Technology, 173(3), 260-268.
• Ucun, İ., Aslantaş, K., Taşgetiren, S., & Gök, K. (2007). Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirin sinterlenmiş karbür kesici takım ile tornalama işleminde takım performansının incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22(4), 739-744.
• Usca, Ü. A., Şap, S., Uzun, M., Kuntoğlu, M., Salur, E., Karabiber, A., . . . Wojciechowski, S. (2022). Estimation, optimization and analysis based investigation of the energy consumption in machinability of ceramic-based metal matrix composite materials. journal of materials research and technology, 17, 2987-2998.
• Uzun, G., & Cakıroglu, R. (2020). Yüksek ilerlemeli frezeleme işleminde işlenebilirlik parametrelerinin incelenmesi. İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, 1(1), 34-41.
• Yurtkuran, H., Korkmaz, M. E., & Günay, M. (2016). 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.