Nikel Esaslı Waspaloy Süper Alaşımının Seramik Takımlarla Frezelenmesinde Kesme Kuvvetinin Taguchi Metodu ile Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, nikel esaslı Waspaloy süper alaşımının frezelenmesi esnasında işleme parametrelerinin kesme kuvveti üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneyler esnasında işleme parametresi olarak, üç farklı seramik uç (alümina takviyeli, whiskers takviyeli, sialon takviyeli), üç farklı soğutma-yağlama yöntemi (kuru, geleneksel, minimum miktarda yağlama), üç farklı kesme hızı (500, 600, 700 m/dak), üç farklı ilerleme (0.02, 0.04, 0.06 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (0.5 mm) seçilmiştir. Deney sonuçlarının analizi ile birlikte en iyi kesme kuvveti değerin sialon takviyeli seramik uçla, minimum miktarda yağlama (MMY) sistemi kullanılarak 600 m/dak kesme hızı ve 0.02 mm/dev ilerleme hızında çıktığı görülmüştür. Deneylerle elde edilen kesme kuvveti değerleri için varyans analizi (ANOVA) yapılmış ve işleme parametrelerinin kesme kuvveti üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, bağımlı değişkenler ile bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla regresyon analizi uygulanmıştır. Varyans analizi sonuçlarına göre, kesme kuvveti üzerinde en etkili parametrenin %60,9 katkı oranı ile soğutma-yağlama yöntemi olduğu görülmüştür.

Keywords

• Frezeleme
• Kesme kuvveti
• MMY
• Taguchi

Optimization of Cutting Force in Milling of Nickel Based Waspaloy Superalloy with Ceramic Tools by Taguchi Method

Abstract

In this study, the effects of machining parameters on the cutting force during the milling of nickel based Waspaloy superalloy was investigated. During the experiments, three different ceramic tools (alumina reniforced, whiskers reinforced, sialon reinforced), three different cooling-lubrication methods (dry, conventional, minimum quantity lubrication), three different cutting speeds (500, 600, 700 m/min), three different feed rates (0.02, 0.04, 0.06 mm/rev), and constant depth cuts (0.5 mm) were selected as machining parameters. Experiments were performed using the orthogonal array of Taguchi L27 (34). The analysis results revealed that the best cutting force value obtained with sialon reinforced ceramic tool, minimum quantity lubrication system (MQL), 600 m/min cutting speed and 0.02 mm/rev feed rate. Variance analysis was performed for the cutting force values obtained by the experiments and the effect of the machining parameters on the cutting force was investigated. In addition, regression analysis was applied to reveal the relationship between dependent variables and independent variables. According to the analysis results, the most effective parameter on the cutting force was the cooling-lubrication method (60.9%). (genel olarak elden geçmesi lazım)

Keywords

• Milling
• Cutting force
• MQL
• Taguchi
• Waspaloy

References

1. [1] S. Caruso, S. Imbrogno, S. Rinaldi, D. Umbrello (2016) DOI: 10.1007/s00170-016-9037-y
2. [2] R. S. Razavi, Optics and Laser Technology 82 (2016) 113-120.
3. [3] A. Chamanfar, M. Jahazi, J. Gholipour, P. Wanjara, S. Yue, Materials Characterization 104 (2015) 149-161.
4. [4] D. Kulawinski, S. Henkel, H. Biermann, D. Holländer, M. Thiele, U.Gampe, International Journal of Fatigue 81 (2015) 21-36.
5. [5] G. Uzun, Y. Durgut, DIN 1.2344 ve DIN 1.2379 takım çeliklerine uygulanan dolgu kaynaklarının frezelenmesinde kesme parametrelerinin incelenmesi, 4. Uluslararası Kaynak Teknolojileri Konferansı, Gaziantep-Türkiye 2016.
6. [6] E. O. Ezugwu, Journal of Materials Processing Technology 134 (2003) 233-253.
7. [7] A. H. Tazehkandi, M. Shabgard, G. Kiani, Journal of Cleaner Production 135 (2016) 1637-1649.
8. [8] U. Şeker, A. Kurt, İ. Çiftçi, Materials and Design 23 (2002) 355-360.

9. [9] H. Sağlam, Selçuk Teknik Online Dergisi, 3 (1) (2001).
10. [10] M. Akkurt, Talaş kaldırma yöntemleri ve takım tezgâhları, 1. Baskı, Birsen yayınevi, (1992).
11. [11] E. Ekici, Alüminyum matrisli B4C takviyeli ve grafit katkılı kompozitlerin üretilmesi, mekanik özellikleri ve frezede işlenebilirliğinin incelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara-Türkiye, (2012).
12. [12] Ş. Karabulut, Measurement 66 (2015) 139–149.
13. [13] M. Sarıkaya, A. Güllü, Journal of Cleaner Production 91 (2015).
14. [14] F. Pusavec, D. Kramar, P. Krajnik, J. Kopac, Journal of Cleaner Production 18 (2015) 1211-1221.
15. [15] V. S. Sharma, M. Dogra, N. M. Suri, Int. J. Mach. Tools Manufact 49 (2009) 435-453.
16. [16] D. U. Braga, A. E. Diniz, G. W. A. Miranda, N. L. Coppini, Journal of Materials Processing Technology 122 (2012) 127-138.
17. [17] Y. Kamata, T. Obikawa, Journal of Materials Processing Technology 193 (2007) 251-256.
18. [18] S. Thamizhmanii, Rosli, S.Hasan, Materials Science and Engineering 39 (2009) 38-44.
19. [19] U. Olgun, E. Budak, Procedia CIRP 8 (2013) 81 – 87.
20. [20] S. Olovsjö, L. Nyborg, Wear, 283 (2012) 12–21.
21. [21] C. Wang, K. Li, M. Chen, Z. Liu, Journal of Cleaner Production 108 (2015) 145-157.
22. [22] D. U. Braga, A. E. Diniz, G. W. A. Miranda, N. L. Coppini, Journal of Materials Processing Technology 122 (2012) 127-138.
23. [23] P. S. Sreejith, Materials Letters 62 (2007) 276–278.
24. [24] A. E. Diniz, J. R. Ferreira, F. T. Filho, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 43 (2003) 317–326.
25. [25] A. Hasçalık, U. Çaydas, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 38 (2008) 896–903.
26. [26] E. Kuram, B. Ozcelik, Measurement 46 (2013) 1849–1864.
27. [27] İ. Asiltürk, H. Akkuş, Measurement 44 (2011) 1697–1704.
28. [28] A. M. Pinar, S. Filiz, B. S. Ünlü, Int J Adv Manuf Technol 83 (2016) 1431–1440.
29. [29] A. Gupta, H. Singh, A. Aggarwal, Expert Syst. Appl. 38 (2011) 6822–6828.
30. [30] D. Manivel, R. Gandhinathan, Measurement 93 (2016) 108–116.
31. 31] K.R. Ranjit, A Primer on the Taguchi Method, Van Nostrand Reinhold, (1990).
32. [32] M. A. Elbestawi, L. Chen, C. E. Becze, T. I. El-Wardany, CIRP Annals-Manuf Technol 46 (1997) 57–62.
33. [33] A. Altın, M. Nalbant, A. Taskesen, Materials and Design 28 (2007) 2518–2522.
34. [34] R.T. Coelho, L. R. Silva, A. Braghini, A. A. Bezerra, Journal of Materials Processing Technology 148 (2004) 147–153.
35. [35] R. Arunachalam, M. A. Mannan, Machining Science and Technology 4 (2000) 127-168.
36. [36] A. Cicek, T. Kıvak, I. Uygur, E. Ekici, Y. Turgut, J Adv Manuf Technol 60 (2012) 65–73.
37. [37] X. Tian, J. Zhao, Z. Gong and Y. Dong, Int J Adv Manuf Technol 69 (2013) 2669–2678.
38. [38] Z. Jun, D. Jianxin, Z. Jianhua, A. Xing, Elsevier (1997) 220–5.
39. [39] L. Li, N. He, M. Wang, Z.G. Wang, Journal of Materials Processing Technology 127–30 (2002).
40. [40] Anonim, http://www.sandvik.coromant.com (Erişim tarihi: 28 Ocak 2017)
41. [41] A. Taşlıyan, M. Acarer, U. Şeker, H. Gökkaya, B. Demir, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. 22 (2007) 1-5.
42. [42] E. O. Ezugwu, Journal of Materials Processing Technology 134 (2003) 233-253.
43. [43] A. Çiçek, F. Kara, T. Kivak and E. Ekici, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 41 (2013) 461–469.